Deutschland ist traditionell ein Land in dem – auch im Bereich der Hallenbeheizung – mit wasserbasierten Systemen geheizt wird. Ein Großteil arbeitet mit Lufterhitzern und Pumpen-Wassersystemen, die dezentral von nur einer Kesselanlage betrieben werden.
Vorbehalte aus der Vergangenheit
Die Praxis zeigt, dass der Energieverbrauch von älteren Anlagen oft viel zu hoch ist. Außerdem sind sie z.T. schlecht ausgelegt, weil sie sich nur unzureichend an bauliche Besonderheiten anpassen lassen. Luftheizungen älterer Bauart sind zudem oft wenig effektiv und werden als störend empfunden, weil sie unangenehme Zugluft erzeugen und Staub aufwirbeln.
Obwohl direkt befeuerte Hallenheizungen heutzutage viele Vorteile mit sich bringen, wird die Branche immer noch mit Vorbehalten aus der Vergangenheit konfrontiert. Diese stammen aus einer Zeit, in der die Effektivität von Luftheizungen noch nicht komplett ausgereift war. Durch fehlende Wärmerückführungssysteme entstanden unter der Hallendecke häufig Wärmepolster, wodurch es zu überhöhten Transmissionswärmeverlusten durch das Hallendach kam. Moderne Hallenheizungen nach heutigem Stand der Technik haben mit den alten Systemen nur noch wenig gemein. Durch die Kombination von Luftheizungen und Wärmerückführungssystemen konnte dieses Problem inzwischen behoben und ein hoher Wirkungsgrad sichergestellt werden.
Auch schätzen viele kleinere Handwerksbetriebe den Installationsaufwand für direktbefeuerte Hallenheizungen falsch ein und sind deshalb zurückhaltend, wenn es darum geht, derartige Aufträge anzunehmen. Realistisch betrachtet ist die Montage einer Hallenheizung jedoch nicht aufwendiger als die einer herkömmlichen Heizungsanlage und auch von den technischen Anforderungen mit dieser vergleichbar.
Strahlungsheizung
Strahlungsheizungen arbeiten mit Infrarotstrahlung, die sich erst in Wärme umwandelt, wenn sie auf einen Gegenstand trifft. Man unterscheidet man zwischen Hell- und Dunkelstrahlern.
Hellstrahler
Hellstrahler bestehen aus einem keramischen Spezialbrenner, einer Gasstrecke und einem auf den Brenner abgestimmten Edelstahlreflektor. Die Gasverbrennung erfolgt an der Oberfläche einer perforierten Keramikplatte. Dabei wird diese auf Temperaturen von bis zu 950 °C erwärmt und eine intensive, gerichtete Wärmestrahlung freigesetzt. Hellstrahler eignen sich daher besonders für die Zonenbeheizung und für hohe Hallen. Für die indirekte Abgasführung werden Decken- oder Wandventilatoren eingesetzt.
Dunkelstrahler
Bei Dunkelstrahlern gibt es lineare, U- oder ringförmige Systeme. Sie bestehen aus einem Unterdruckbrenner, einem temperaturbeständigen Strahlungsrohr und einem Abgasventilator. Ein Gasbrenner, der an einem Ende des Rohres angebracht ist, erwärmt dieses auf eine Temperatur zwischen 200 °C und 450 °C. Am anderen Ende des Strahlungsrohres befindet sich ein Saugzugventilator, der für die Zirkulation der entstehenden Abgase im Innern sorgt. Bei einigen Modellen ist der Strahler zusätzlich mit einer keramischen Brennkammer ausgestattet. Diese sorgt dafür, dass sich die Wärme besonders gleichmäßig über die gesamte Länge des Bandes verteilt. Um die Abstrahlung noch intensiver zu machen, ist die Unterseite der Rohre mit einer Spezialbeschichtung versehen. Bestimmte Modelle verfügen darüber hinaus über eine besonders kompakte Gehäuseform, die Konvektionsverluste nach oben verhindert und einen sehr hohen Strahlungswirkungsgrad garantieren. Reflektoren leiten die abgegebene Wärmestrahlung konsequent in den Aufenthaltsbereich. Während lineare und U-förmige Dunkelstrahlersysteme in vielen verschieden Hallentypen einsetzbar sind, eignen sich Ringsysteme besonders für niedrige oder großflächige Hallen.
Luftheizung
Luftheizungen werden im Fachjargon allgemein als Warmlufterzeuger bezeichnet. Sie saugen Raum- oder Außenluft ein, erhitzen sie über einen integrierten Wärmetauscher und blasen sie dann in die Halle zurück. Innerhalb der Warmlufterzeuger unterscheidet man zwischen mit Öl oder Gas direktbefeuerten Geräten und Brennwertgeräten
Konventionelle Warmlufterzeuger bestehen aus einem Wärmetauscher, einem Gas- oder Ölbrenner und einem Abgasventilator. Die Schulte-Lufttechnik arbeitet z.B. bei ihren Gas-Warmlufterzeugern des Typs UDSA mit einem patentierten Wärmetauscher. Dieser „saugt“ die Flammen an, wodurch ein Unterdruck entsteht, der die Flammen durch die Windungen des Wärmetauschers bis zum Abgasanschluss führt. Zur Optimierung des Strömungsverhaltens verjüngt sich dabei der Querschnitt der Windungen zum Ende hin stetig. Dies hat zur Folge, dass die Temperatur am Wärmetauscher vom Lufteintritt zum Luftaustritt ansteigt und die Temperaturdifferenz zur hindurchströmenden Heizungsluft gleich bleibt. Dadurch wird die Wärmeübertragung optimiert und ein Wirkungsgrad von 92 % erreicht.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Warmlufterzeugern haben Brennwertgeräte einen Hochleistungswärmetauscher, der hinter einen atmosphärischen Mehrgasbrenner geschaltet ist. Zudem sorgt ein Kondensationswärmetauscher dafür, dass der Energiegehalt des eingesetzten Brennstoffes nahezu vollständig genutzt wird. Bezogen auf den Heizwert erreicht das Brennwertgerät damit Wirkungsgrade von über 104 %.
Wärmepolster vermeiden
Da warme Luft auf Grund physikalischer Gesetzmäßigkeiten immer nach oben steigt, müssen beim Einbau einer Luftheizung immer zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, um Wärmepolster an der Decke zu verhindern. Einige Warmlufterzeuger verfügen deshalb bereits über horizontale und vertikale Luftlenklamellen, die die Wärme ohne Verteilungsverluste in den unteren Hallenbereich leiten.
Zudem ist es sinnvoll ein Wärmerückführungssystem einzubauen. Dazu werden neben den Warmlufterzeugern Ventilatoren installiert, die dafür sorgen, dass sich die erwärmte Luft nicht an der Hallendecke staut, sondern gleichmäßig in der Halle verteilt wird. Mit einem Wärmerückführungssystem gekoppelt erzielen sie eine ebenso hohe Wirtschaftlichkeit wie Dunkelstrahler. Die Einsatzmöglichkeiten von Warmlufterzeugern sind zahlreich: Großräume aller Art – wie Kfz-, Lager- oder Mehrzweckhallen und Getränkemärkte – lassen sich unabhängig von der Deckenhöhe individuell beheizen.
Hinweise zu Planung und Montage
Die Planung und Montage einer direktbefeuerten Hallenheizungsanlage kann auch von kleinen Handwerksbetrieben problemlos realisiert werden:
- Einer der ersten Schritte zu Beginn der Planungsphase ist die Berechnung der benötigten Heizlast. Diese ist zunächst abhängig von der zu beheizenden Fläche, aber auch davon, wie die Halle genutzt wird (Lager, Produktion). Außerdem müssen bauliche Besonderheiten wie unisolierte Decken oder unterschiedliche Hallenhöhen berücksichtigt werden. Auch die Luftwechselrate, das heißt, der Luftaustausch, der in einem Raum pro Stunde stattfindet, ist für die Berechnung der Heizlast relevant.
- Beim Einbau von Warmlufterzeugern sollte darüber hinaus ein Wärmerückführungssystem eingeplant werden.
- Bei der Positionierung der Heizgeräte ist unbedingt darauf zu achten, dass die zulässigen Grenzlängen für Abgasleitungen eingehalten werden.
- Für die Montage direktbefeuerter Heizungsanlagen ist in der Regel kein spezielles Werkzeug nötig. Die Geräte werden auf oder unter Konsolen an Wand oder Decke angebracht. Durch die Höhe der Hallen ist dazu in der Regel der Einsatz einer Hebebühne oder eines Krans nötig.
- Danach sind vor allem drei Arbeitsschritte auszuführen: Anschluss des Geräts an das Gas- und Stromnetz sowie das Verlegen einer Abgasleitung. Diese sollte für das angeschlossene Gerät zugelassen und CE-geprüft sein. Wird die Abgasanlage durch das Dach nach außen geführt, muss darauf geachtet werden, dass die entsprechenden Abstände zu brennbaren Materialien eingehalten werden. Einige Hersteller bieten bereits mit dem Gerät systemzertifizierte Abgasanlagen an, was die Montage zusätzlich erleichtert.
- Die Erstinbetriebnahme von direktbefeuerten Heizungsanlagen darf nur von einem Fachunternehmen und nach Erfüllung aller gesetzlichen Auflagen durchgeführt werden.
Vorteile der direktbefeuerten Systeme
Die Direktbefeuerung mit Wärmestrahlern und Warmlufterzeugern wird in Zeiten steigender Energiepreise für Hallenbesitzer immer attraktiver. Da direktbefeuerte Heizungsanlagen lokal betrieben werden, lassen sie sich leicht an bauliche Besonderheiten anpassen. Dadurch wird die unterschiedliche Beheizung von Gebäudeteilen wie zum Beispiel Produktions- oder Büroräumen möglich. Im Gegensatz zu konventionellen Heizungsanlagen wird kein Heizraum mehr benötigt – das spart Platz und schließt Verteilungsverluste aus. Ein weiterer Vorteil der lokalen Anbringung: Im Störfall ist nicht wie bei einer Zentralheizung die gesamte Anlage betroffen. Darüber hinaus haben die modernen Geräte einen hohen Wirkungsgrad und niedrige Emissionswerte.
Auch für die Personen, die in diesen Hallen arbeiten, ergeben sich durch das Umsatteln auf direktbefeuerte Heizungsanlagen Vorteile: So sind Anlagen dieses Typs leiser als herkömmliche Heizungssysteme und wirbeln keinen Staub auf. Überdies profitieren sie von der zielgenauen Beheizung ihres Arbeitsplatzes. Außerdem wird insbesondere die von Strahlungsheizungen erzeugte Infrarotstrahlung allgemein als besonders angenehm empfunden.
Im nächsten Beitrag dieser zweiteiligen Serie werden einige realisierte Hallenheizungsprojekte vorgestellt.
Unterstützung für Handwerksbetriebe
Seit über zehn Jahren hat sich die Jochem- Schulte-Gruppe aus Arnsberg auf direktbefeuerte Hallenheizungen spezialisiert. Zu den Marken des Unternehmens gehören Reznor, Etastar und WWS. Um bestehende Bedenken auszuräumen, werden den Handwerkspartnern sowohl allgemeine Infomaterialien als auch Hilfe bei der Durchführung von Projekten angeboten. Je nach Wunsch des Handwerksbetriebes reicht diese von der Planung über die Montage bis zur Inbetriebnahme und späteren Wartung der Anlage.
Schulte Gruppe
59757 Arnsberg
Telefon (0 29 32) 9 86 00
Telefax (0 29 32) 98 64 50
Weitere Informationen
Unser Autor Jochem Schulte ist Inhaber und Geschäftsführer der Jochem Schulte Gruppe aus Arnsberg. Schulte ist seit über zwanzig Jahren auf dem Gebiet der Hallenheizung tätig. Für die Zukunft sieht er für die Direktbefeuerung noch großes Potenzial (http://www.schulte.ag)
