Finden Sie jetzt Ihren Energie-Experten! 2683 registrierte Profis direkt erreichen und kostenlos vergleichen!
Jetzt lesen: So funktioniert energie-experten.org

Experten-Ratgeber: Lohnt sich eine Wärmewellenheizung?

Was ist eine Wärmewellenheizung? Welche Heizungssysteme werden unter diesem Begriff zusammengefasst? Wie effizient ist der Einsatz einer Heizung auf Wärmewellenbasis?

Eine Wärmewellenheizung ist die formaltechnische Bezeichnung für Heizungen, die ihre Wärme nicht über die Luft, sondern über Wellen abgeben. Zu diesen Heizungen zählen u.a. Strahlungsheizungen, Infrarotheizungen, Elektro-Direktheizungen aber auch Teilspeicherheizungen. Wir erklären Ihnen in diesem Artikel, warum die Wärmewellenheizung ein Ding mit so vielen Namen ist. Sie erfahren dabei Grundsätzliches über die Funktionsweise von Wärmewellenheizungen und in welchen Anwendungen sich ihr Einsatz lohnen kann.

Günstige Angebote für Elektroheizungen anfordern!

Finden Sie jetzt Energie-Experten in Ihrer Nähe:
 

Wirkung von elektromagnetischen Wärmewellen

Mit dem Begriff Wärmewellenheizung bezeichnet man Heizungen, die ihre Wärme in Form von Wärmewellen an den zu beheizenden Raum abgeben. Wärmewellen sind nichts anderes als Energiewellen, also elektromagnetische Wellen. Wobei die Bezeichnung Energiewelle impliziert, dass die Wellen selbst Energie sind.

Das ist jedoch nicht der Fall: Vielmehr bestehen solche Wellen aus Energiepaketen, den sogenannten Photonen. Das bedeutet, die Wärmewellen besitzen Energie, sind aber nicht Energie. Sie nehmen also selbst weder eine Temperatur an, noch geben sie sie ab.

Wellenlängenbereiche von Wärmewellen

In dem von der Sonne ausgesandten Spektrum elektromagnetischer Wellen sind zwei Wellenbereiche für uns von besonderer Bedeutung:

  • der Bereich des sichtbaren Lichts und
  • ein Teil des infraroten Spektrums.

Als „Infrarot“ wird eine elektromagnetische Wellenlänge (Strahlung) bezeichnet, welche im elektromagnetischen Spektrum „jenseits des Rot“, also im Wellenlängenbereich zwischen etwa 1 Mikrometer (μm) und 1000 μm Wellenlänge liegt (1 µm = 10-6 m / 1 mm = 1.000 µm).

"Seitlich" des sichtbaren Lichts schließt sich zu den kürzeren Wellenlängen hin der ultraviolette und nach rechts, mit größeren Wellenlängen, der infrarote Bereich an. Ultraviolette Wellenlängen werden ausgehend vom sichtbaren Licht weitergehend in A1, A2, B und C unterteilt. Ähnliches gilt für Infrarot-Wellen: Infrarot-A liegt nahe beim sichtbaren Licht, Infrarot-C ist das langwellige Infrarot.

Dass diese Wellen auch als Wärmewellen bezeichnet werden, liegt daran, dass Wellenlängen im Bereich von Ultraviolett B und C bei starker Einstrahlung sogar Hautschäden wie einen Sonnenbrand hervorrufen können. Infrarot C-Wellen bewirken dagegen beim Auftreffen auf die Haut einen wohltuenden Heizungseffekt. Maßgebend dafür ist der relativ schmale Wellenlängenbereich zwischen 8 und 10 Mikrometer, der sich für die Nutzung als Wärmewellenheizung auszeichnet.

Die Wellenlänge ist ein Maß für die Entfernung zwischen zwei aufeinander folgenden Wellenspitzen und wird in Metern ausgedrückt. (Grafik: energie-experten.org)
Die Wellenlänge ist ein Maß für die Entfernung zwischen zwei aufeinander folgenden Wellenspitzen und wird in Metern ausgedrückt. (Grafik: energie-experten.org)

Verteilung von Wärme mit Wärmewellen

Diese elektromagnetischen Wellen treffen im Raum auf Oberflächen der Bausubstanz wie Boden, Wände und Decke sowie auf alles, was sich an Mobiliar im Raum befindet. Auch wir Menschen sind in diesem Sinne Oberflächen. Diese Oberflächen absorbieren die Wellen teilweise und teilweise reflektieren sie diese Wellen. Beim Absorbieren der elektromagnetischen Wellen entsteht Wärme.

Wieviele Wärmewellen absorbiert und wieviele reflektiert werden, hängt sehr von Stoffeigenschaften ab. Polierte metallische Oberflächen reflektieren sehr gut und absorbieren wenig, während matte und raue Oberflächen gut absorbieren und ebenso gut emittieren. Das Reflektieren geht solange, bis sämtliche Wellen absorbiert wurden - denn keine Welle (Energie) verschwindet einfach.

Die Temperatur und die Beschaffenheit der Oberfläche der Wärmewellenheizung bestimmen wesentlich die Emission von Strahlung. Allgemein gilt:

Experten-Wissen: Höhere Temperatur entspricht einer kürzeren Wellenlänge, und auf diese Weise existiert ein direkter Zusammenhang zwischen der Temperatur einer strahlenden Fläche und der Wellenlänge der abgegebenen Strahlung. Beispielsweise liegt das Strahlungsmaximum eines Körpers mit einer Oberflächentemperatur von 30 °C, was ungefähr der Oberflächentemperatur der Haut entspricht, bei 9,5 μm Wellenlänge.

Gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik kann Wärme nur von einem wärmeren auf einen kälteren Körper übergehen. Erst bei Temperaturen, die höher sind als die Körpertemperatur des Menschen, wird von ihm Strahlung absorbiert - und so ist von jeder Wärmequelle, deren Oberflächentemperatur die Körpertemperatur übersteigt, eine fühlbare Wärmewirkung zu erwarten.

Soll eine dem Menschen von außen durch Wärmewellenstrahlung zugeführte Energie möglichst effektiv als Wärme wirksam werden, braucht die Oberflächentemperatur eines Strahlers die Körpertemperatur des Menschen nicht wesentlich zu überschreiten. Daher müssen die Oberflächentemperaturen einer Wärmewellenheizung auch nicht zwingend "heiß" sein, sondern können je nach Abstand, Raumgröße und Wärmebedarf geregelt werden.

Wirkung von Wärmewellenheizungen auf den menschlichen Körper

Einer Wärmewellenheizung spricht man aufgrund des ihr zugrunde liegenden Funktionsprinzips Wärmestrahlung einen hohen Komfort zu. Anders ausgedrückt: Die Wärme einer Wärmewellenheizung empfindet der Mensch als besonders angenehm.

Doch ein Zuviel des Guten, sprich: der Strahlungswärme, kann auch unangenehm werden, zum Beispiel dann,

  • wenn die Wärmestrahlung der Wärmewellenheizung nur einseitig auf einen trifft. Dann wird die eine Körperseite angenehm warm, während die andere kühl bleibt. Man kennt diesen Effekt von Lagerfeuern. 
  • wenn die Wärmestrahlung der Wärmewellenheizung auf die Augen trifft. Dann kann sie zu Augenreizungen führen, weil die Wärme die Augen unnatürlich trocknen lässt.
  • wenn die Oberfläche der Wärmewellenheizung zu heiß wird, so dass an ihr Staub verschwelt. Das erzeugt unangenehme Gerüche im Raum.

Experten-Wissen: Messungen haben ergeben, dass die elektrischen und magnetischen Feldstärken von Wärmewellenheizungen zum Teil weniger als ein Prozent der strengen EU-Grenzwerte betragen. Im Abstand von einem Meter wurden bei 50 Hz beispielsweise nur noch (0,3 ... 0,4) Mikrotesla (μT) - eine SI-Einheit für die magnetische Flussdichte - gemessen Der hier zulässige EU-Grenzwert beträgt 100 μT. Damit sind Bedenken, dass Wärmewellenheizungen “Elektrosmog” verursachen unbegründet.

Begriffliche Abgrenzung von Heizungen nach dem Wärmewellenprinzip

Strahlenheizung

Das der Wärmewellenheizung zugrunde liegende Prinzip der Wärmeabgabe ist die Strahlung, auch Wärmestrahlung genannt. Daher nennt man Wärmewellen auch Wärmestrahlen und Wärmewellenheizungen auch Strahlungsheizungen. Unter dem Begriff Strahlungsheizung subsumieren sich wiederum verschiedene technische Lösungen. Insbesondere unterscheidet man dabei zwischen sogenannten Hellstrahlern und dem Pendant der Dunkelstrahlern, die häufig als Hallenheizungen an Decken installiert werden und ganz punktuell Wärmewellen zum beheizen lokal abgegrenzter Flächen aussenden.

Infrarotheizung

Aufgrund der Tatsache, dass bei üblichen Umgebungstemperaturen das Maximum an Strahlung im infraroten Bereich liegt, setzt man umgangssprachlich häufig die Wärmestrahlung mit dem Begriff infrarote Strahlung bzw. Infrarotstrahlung gleich. Entsprechend nennt man Wärmewellenheizungen auch Infrarotheizungen. Hierunter versteht man Heizelemente, die im unmittelbaren Wohnumfeld häufig als Zusatzheizung eingesetzt werden und vielfach sowohl eine Heizaufgabe als auch eine dekorative Aufgabe erfüllen. So sind Infrarot-Heizkörper vor Allem im Badezimmer, in der Küche und im Wohnzimmer beliebt und kommen vielfach als Glasheizkörper, Bild- oder Tafelheizung zum Einsatz.

Elektrodirektheizung

Viele Wärmewellenheizungen erzeugen Wärme mit Hilfe elektrischen Stroms; ihre Energiequelle ist also elektrische Energie. Sie sind demnach elektrische Heizungen, auch Elektroheizungen genannt. Daher bezeichnet man Wärmewellenheizungen auch als Elektroheizungen. Eine ganze Reihe von Wärmewellenheizungen arbeitet als sogenannte elektrische Direktheizgeräte. Das heißt, die Heizung heizt, sobald man sie einschaltet und das tut sie vor Ort, also dort, wo sie installiert ist. Hierzu zählen u.a. Heizstrahler.

Unter Elektro-Direktheizungen werden vornehmlich Heizgeräte bezeichnet, die häufig mobil im unmittelbaren Umfeld des Nutzers aufgestellt und betrieben werden. Wärmewellenheizungen sind dabei nur ein Heizprinzip. Einen bedeutenden Anteil an den am Markt angebotenen Elektro-Direktheizungen machen auch Heizlüfter aus, die nach dem Konvektionsprinzip arbeiten und die Luft als Transportmedium zur Wärmeverteilung nutzen.

In einem idealen elektrischen Leiter entsteht zwischen den sich bewegenden Elektronen und den zurückbleibenden Atomrümpfen ein Widerstand und dadurch Reibung. Durch diese Reibung werden dann Wärmewellen freigesetzt. (Grafik: energie-experten.org)
In einem idealen elektrischen Leiter entsteht zwischen den sich bewegenden Elektronen und den zurückbleibenden Atomrümpfen ein Widerstand und dadurch Reibung. Durch diese Reibung werden dann Wärmewellen freigesetzt. (Grafik: energie-experten.org)

Teilspeicherheizung

Der wärmende Effekt von Wärmewellen wird jedoch auch in Kombination mit normalen Konvektionsheizungen eingesetzt. Hierbei spricht man von sogenannten Teilspeicherheizungen. Im Kern bestehen Sie aus Wärmespeichersteinen aus Schamotte (Ton und Kaolin) oder Speckstein (Stealit). Je nach der Form des Heizkörpers variieren die Anteile an Konvektions- und Strahlungswärme. Überschlägig kann gesagt werden, dass elektrische Teilspeicherheizungen je zur Hälfte Wärme über die Luft und zur Hälfte über Wärmewellen übertragen. Dabei gilt, je größer die Fläche des Heizkörpers z. B. durch eine gerippte Bauform, desto höher ist der Strahlungswärmeanteil

Kostenlos E-Heizungspreise von Fachbetrieben vor Ort vergleichen

Finden Sie jetzt Energie-Experten in Ihrer Nähe:
 

Kritik an Bezeichnungen wie Infrarotheizung und Wärmewellenheizung

Die Bezeichnungen Infrarotheizung und Wärmewellenheizung für elektrisch betriebene Heizungen ist nicht unumstritten. Kritisiert wird unter anderem, dass man mit diesen Bezeichnungen wohl insbesondere aus werbetechnischen Gründen verschleiern wolle, dass es sich tatsächlich um strombetriebene Heizsysteme handele. Denn Stromheizungen weisen eine schlechtere Effizienz auf als andere Heizungssysteme. Sofern kein Ökostrom eingesetzt wird, belastet der Einsatz von Wärmewellenheizung die Umwelt durch klimaschädliche Treibhausgas-Emissionen bei der Stromproduktion stärker als andere Heizungsarten.

Zudem wird auch die Kostenseite innerhalb der Kommunikation der Hersteller und Anbieter von Wärmewellenheizungen ausgeblendet. Diese ist jedoch insbesondere bei der Nutzungsdauer hinsichtlich des Einsatzzweckes einer unterstützenden Zusatzheizung oder ausschließlichen Beheizung per Wärmewellenheizung von besonderer Bedeutung.

Einsatz von Wärmewellenheizungen: Zusatz- oder Grundheizung

Wer den Kauf einer Wärmewellenheizung erwägt, sollte daher immer auch bedenken, welche Heizaufgabe diese erfüllen soll: Rein technisch betrachtet wäre ein Einsatz als Zusatzheizung oder als Grundheizung denkbar.

Wärmewellenheizung als Zusatzheizung

Unumstritten ist, dass Wärmewellenheizungen in Form elektrisch betriebener Direktheizungen durchaus Sinn machen, wenn sie sowohl räumlich als auch zeitlich gezielt als Zusatzheizung fungieren sollen. Als elektrischer Badheizkörper ist das beispielsweise ganzjährig sinnvoll und kann die vorgenannten Vorteile der angenehmen Wärmestrahlung voll ausspielen. In den Wohnräumen hingegen ist der Einsatz einer Wärmewellenheizung temporär in kühlen Abendstunden und insbesondere in den saisonalen Übergängen als Zusatzheizung zu empfehlen.

Je gezielter die Wärmeabgabe erfolgt, desto effizienter wird der Betrieb der Wärmewellenheizung. So sparen Sie beispielsweise mehr Energie und Energiekosten, wenn Sie eine kleine Wärmewellenheizung im Bad täglich ein, zwei Mal zum Duschen für Minuten anwerfen, als wenn Sie das Bad den ganzen Tag über mit einer Zentralheizung warm halten. Wobei man die Feuchtigkeitsbelastung im Bad nicht außer Acht lassen darf, die eine Grundwärme im Raum erforderlich macht, wenn Schimmel & Co. sich dort nicht niederlassen sollen.

Mehr Sinn als eine zentrale Raumheizung macht eine solche Wärmewellen-Zusatzheizung zum Beispiel auch, wenn eine Person in einem recht großen Raum gezielt angestrahlt wird. Das geht, wenn die Person sich Großteils an einem Platz aufhält, zum Beispiel am Schreibplatz, an einer Kasse oder an einer Werkbank.

Hier sehen Sie einen schematischen Vergleich einer Wärmwellenheizung, die Wärme gezielt in den Wohnraum abstrahlt, mit einer Konvektionsheizung (oben), die die Wärme über die Raumluft verteilt und so ineffizienter den Raum beheizt. (Grafik: ASUE e.V.)
Hier sehen Sie einen schematischen Vergleich einer Wärmwellenheizung, die Wärme gezielt in den Wohnraum abstrahlt, mit einer Konvektionsheizung (oben), die die Wärme über die Raumluft verteilt und so ineffizienter den Raum beheizt. (Grafik: ASUE e.V.)

Wärmewellenheizung als Grundheizung

Umstritten ist dagegen ihr Einsatz als Grundheizung, wie er mit Betonung auf dem oben erwähnten vermeintlich positiven „Image“ im Verkauf oft angepriesen wird. Als Grundheizung, sprich als Hauptheizung beziehungsweise Primärheizung eingesetzt, wird der Betrieb einer Wärmewellenheizung weder ökonomisch noch ökologisch nur in Einzelfällen sinnvoll.

Diese Einzelfälle beziehen sich einerseits auf bauliche Bedingungen häufig bei der Sanierung von Altbauten. So können die Kosten für die Verlegung eines Warmwassersystems beim Umstieg z. B. einer Nachtspeicherheizung auf eine Gas- oder Ölheizung derart hoch sein, dass es sich aus Gesamtkostensicht tatsächlich eher rechnet, auf eine Wärmewellenbeheizung umzusteigen.

Wer zudem eine Solaranlage besitzt, dem bieten elektrische Wärmewellenheizungen die Möglichkeit, seinen Eigenverbrauch an Solarstrom zu erhöhen und somit die Rendite der PV-Anlage zu erhöhen, da der eingesparte Heizstrom in aller Regel teurer ist als die äquivalente Solarstromvergütung, die man erhält, wenn man den PV-Strom schließlich ins Netz einspeisen müsste.

Glasheizkörper sind aufgrund ihrer Optik besonders beliebte Wärmewellenheizungen. Angenehme Wärmestrahlung lässt sich bereits mit 65°C Oberflächentemperatur erreichen, ohne unangenehm zu wirken. (Grafik: Vetrotech Saint-Gobain Kinon GmbH)
Glasheizkörper sind aufgrund ihrer Optik besonders beliebte Wärmewellenheizungen. Angenehme Wärmestrahlung lässt sich bereits mit 65°C Oberflächentemperatur erreichen, ohne unangenehm zu wirken. (Grafik: Vetrotech Saint-Gobain Kinon GmbH)

Hier finden Sie Ihren Energie-Experten für Elektroheizungen!

Finden Sie jetzt Energie-Experten in Ihrer Nähe:
 

Weitere Informationen über Wärmewellenheizungen

"Ratgeber: Lohnt sich eine Wärmewellenheizung?" wurde am 09.01.2014 verfasst und am 09.12.2016 das letzte Mal aktualisiert.