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Ratgeber: Technik und Kosten von Zentralheizungen im Neubau und Sanierung

Was ist eine Zentralheizung? Aus welchen Komponenten besteht sie? Welches Funktionsprinzip liegt ihr zugrunde? Welche Vorteile und welche Nachteile bringt ein zentrales Heizsystem?

Grundsätzlich unterscheidet man Gebäudeheizungen in Systeme, die einzelne Räume erwärmen, und solche, die ganze Gebäude als Summe mehrerer Räume erwärmen. Entsprechend nennt man die Heizsysteme Einzelheizung und Zentralheizung. Wir erklären Ihnen in diesem Beitrag, wie eine Zentralheizung aufgebaut ist, aus welchen Komponenten sie typischerweise besteht und wie sie funktioniert. Dabei zeigen wir Ihnen die Vorteile ebenso wie die Nachteile zentraler Gebäudeheizungen auf.

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Begriffserklärung: Was ist eine Zentralheizung?

Eine Heizung definiert man grundsätzlich als funktionale Einheit bestehend aus 

  • Wärmeerzeuger,
  • Wärmeverteiler(n) und
  • Wärmeüberträger(n),

wobei ein einzeln stehendes Raumheizgerät diese Funktionen in sich vereint, während eine zentrale Anlage aus entsprechenden Komponenten besteht, die die jeweiligen Aufgaben erfüllen: 

  • Der Heizkessel, welcher technischen Art auch immer, dient als zentraler Wärmeerzeuger, auch zentrale Heizstelle genannt. Dieser erwärmt das Wärmeträgermedium im Umlaufverfahren.
  • Die Heizungsrohre funktionieren als Wärmeverteiler und die Heizkörper in den einzelnen Räumen übernehmen den Job der Wärmeübertragung an die zu beheizenden Räume. Dies können Flächenheizungen als auch Radiatoren sein.
  • Als Wärmeträger dient ein wärmeübertragendes Medium, in aller Regel Wasser (Warmwasserheizung), aber auch Luft (Warmluftheizung) und in speziellen Fällen auch Dampf (Dampfheizung).

Die Zentralheizung bringt gegenüber einer Einzelraumheizung demnach den Vorteil, dass sie mit nur einem einzigen Wärmeerzeuger mehrere Räume zugleich erwärmt, daher kommt auch die Bezeichnung Sammelheizung dafür.

Der Wärmeerzeuger selbst kann dabei variieren. So werden viele Zentralheizungen im städtischen Bereich nicht über einen eigenen Wärmeerzeuger versorgt, sondern über Fernwärme, die lediglich eine Wärmeübergabestation im Keller bedarf.

Auch der Aufstellungsort der Heizung kann variieren. Während Ölzentralheizungen aufgrund der Öllagerung typischerweise im Keller aufgestellt werden, werden Gaszentralheizungen auch häufig im Hauswirtschaftsraum im Erdgeschoss oder unterm Dach installiert. Eine Dachzentrale hat den Vorteil, dass im Neubau kein Schornstein errichtet werden muss und die Möglichkeit besteht, eine Solarwärmeanlage ohne größere bauliche Maßnahmen nachträglich an der Zentralheizung anzuschließen.

Schematische Darstellung einer Erdgas-Zentralheizung unterm Dach (Grafik: Vaillant GmbH / ASUE)
Schematische Darstellung einer Erdgas-Zentralheizung unterm Dach (Grafik: Vaillant GmbH / ASUE)

Aufbau und Funktionsweise einer zentralen Heizungsanlage

Eine als Warmwasserheizung ausgelegte Zentralheizung besteht aus dem Wärmeerzeuger, zum Beispiel einem Heizkessel, der das Wärme übertragene Medium – hier: das Heizwasser – auf eine bestimmte Vorlauftemperatur erwärmt. Mit Hilfe einer Umwälzpumpe wird das Heizwasser durch die Heizungsrohre bis zu den Heizkörpern transportiert (umgewälzt). Bei einer sogenannten Schwerkraftheizung, die nach dem Thermosiphonprinzip funktioniert) bewegt sich das Heizwasser wegen der in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedlichen Dichte ohne Umwälzpumpe.

Wärmerzeuger

In der einfachen Auslegung hat eine zentrale Heizungsanlage einen zentralen Wärmeerzeuger. Es gibt jedoch auch komplexere Zentralheizungen mit zwei, drei und mehr Wärmerzeugern. Zentralheizungen mit: 

  • zwei Wärmeerzeugern / Wärmequellen nennt man bivalente (zweiwertige) Zentralheizungen
  • drei Wärmeerzeugern / Wärmequellen nennt man trivalente (dreiwertige) Zentralheizungen
  • und mit mehr Wärmeerzeugern / Wärmequellen nennt man polyvalente (vielwertige) Zentralheizungen

Ein Allesbrenner beispielsweise gilt als polyvalent, da man mit ihm unterschiedliche Brennstoffe verfeuern kann, um Heizwärme zu erzeugen: Holz und Kohle.

Eine Zentralheizung, die als Wärmeerzeuger ein Brennwertgerät für Gas, Öl oder Holz (Holzpellets) mit einer Solarwärmeanlage (auch Solarthermie-Anlage genannt) kombiniert, ist ein Beispiel für eine bivalente Heizungsanlage. ebenso eine, die einen Holzvergaser mit einem Pelletsmodul nutzt.

Nutzt man in der Zentralheizung neben der eben beispielhaft genannten bivalenten Kombination von Brennwertheizung und Solarthermie beispielsweise auch einen wasserführenden einzelnen Kaminofen (womöglich wegen des romantischen Faktors), der an die Zentralheizung angeschlossen ist und sie unterstützt, hat man eine trivalente Zentralheizung. Für trivalente Zentralheizungen ist auch die Bezeichnung Hybridheizung üblich.

Heizungskreislauf

Beim Durchströmen der Heizkörper kühlt sich das heiße Heizwasser ab, indem die Wärme an den Raum übertragen wird (dahinter stecken die beiden grundlegenden Wärmeübertragungsprinzipien Wärmestrahlung und Wärmekonvektion). Das auf eine Rücklauftemperatur abgekühlte Heizwasser strömt anschließend zurück zum Wärmeerzeuger, der es erneut auf Vorlauftemperatur aufheizt. Das Ganze nennt man auch Heizungskreislauf oder kurz: Heizkreis.

Um schwankenden Druckverhältnissen des seine Temperatur ständig wechselnden Heizwassers effektiv zu begegnen und das Risiko eines Schadens an der Zentralheizungsanlage infolgedessen zu minimieren, ist ein Membranausdehnungsgefäß (kurz: MAG) zwingende Komponente einer Zentralheizung. Ältere Zentralheizungen besitzen mitunter an ihrem höchsten Punkt noch offene Wasserreservoirs, die „überlaufendes“ Heizwasser aufnehmen sollen.

Heizungssteuerung und -regelung

Die vorhergehenden Ausführungen haben gezeigt, wie die Zentralheizung aufgebaut ist und wie sie grundsätzlich funktioniert. Allerdings braucht sie zum Betrieb noch eine Heizungssteuerung und -regelung – denn Ziel des Heizens mit der Zentralheizung ist ja nicht nur Wärme an sich, sondern ein bestimmtes Wärmeniveau, besser: Temperaturniveau, das sich im Raum einstellen und darin gehalten werden soll.

Mit dem Fortschritt der Heizungstechnik entwickelten sich auch die Möglichkeiten ihrer Steuerung und Regelung. In Zentralheizungen für Ein- und Zweifamilienhäusern beispielsweise regelt man die Anlage Großteils über die Heizungsregelung, also über die außentemperaturabhängige Vorlauftemperatur.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit, in den zu beheizenden Räumen Temperaturfühler zu installieren, um auf individuelle Einflüsse auf die Raumtemperatur wie einfallendes Sonnenlicht reagieren zu können. Schließlich lassen sich Parameter wie Nachtabsenkung oder außergewöhnliche Raumnutzung via Fernbedienung im Wohnbereich regeln.

Empfehlungen zur Wartung

Eine regelmäßige Wartung verlängert die Nutzungsdauer der Heizungsanlage und sorgt für einen sicheren und langfristig einwandfreieren Betrieb. Bei größeren Zentralheizungen ist eine jährliche Überwachung der Anlage auf Basis eines Wartungsvertrages zu empfehlen. Die Mehrkosten machen sich durch einen verbesserten Wirkungsgrad und weniger Ausfälle bzw. Reparaturen wieder bezahlt. Kleinere Anlagen z. B. im Einfamilienhaus sollten auch kontinuierlich gewartet werden, hierbei reichen jedoch auch Intervalle von 2 bis 3 Jahren aus. Einfache Tätigkeiten, wie etwa die Zentralheizung zu entlüften, können Sie jedoch auch ohne Weiteres selbst erledigen.

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Was ist besser? Zentral- oder Etagenheizung?

In vielen Neubau- als auch Sanierungsprojekten, stellt sich die Frage, ob man die Heizwärmeerzeugung pro Etage dezentral organisiert oder ob eine zentrale Heizung und Trinkwarmwasserbereitung installiert wird. Die Studie "Optimierung von Heizungsanlagen im Bestand" von Jagnow, Halper, Timm und Sobirey, die die Anpassung der Anlagentechnik an die neuen baulichen Verhältnisse nach einer Sanierung untersucht hat, kommt hier zu folgenden Ergebnissen:

Investitions- und Betriebskosten

Die zentrale Heizungsanlage führt trotz der Installation einer zentralen Zirkulation und eines Trinkwarmwasserspeichers zu geringeren Investitionskosten, da nur ein Kessel anstelle von mehreren Thermen benötigt wird.

Hinsichtlich der Betriebskosten entfallen die Leistungspreise für die Einzelgasanschlüsse zugunsten des weit preiswerteren Sammelanschlusses der Zentralheizung. Daher ergibt sich insgesamt eine positive Bewertung für die zentrale Heizungsanlage.

Da alle Wärmeerzeuger in der zentralen Anlage der Überwachung und somit der Kosten des Schornsteinfegers unterliegen, schneidet die zentrale Heizungslösung besser ab als die dezentrale. Zudem ist ein Betreten der Wohnung zur Wartung nicht notwendig.

Wegen der Einzelabrechnung jedes einzelnen Mieters mit dem Versorger ist die Abrechnung in der Lösung mit der Etagenheizung überschaubarer. Eine Zentralheizung weist anstelle der oben eingesparten Kosten für den Gasanschluss hier die Kosten für den Abrechnungsdienst auf. Insgesamt spricht dies für die Etagenheizung.

Energieverbrauch und Energieeffizienz

Die zentrale Anlage weist höhere Wärmeverluste der Verteilung und Speicherung auf. Dafür ist die Effizienz der Wärmeerzeugung besser, weil sich der Zentralheizungskessel deutlich weniger Zeit in Bereitschaft befindet. Die Etagenheizung ist hingegen mit einem deutlich höheren Hilfsenergieaufwand verbunden, weil die Umwälzpumpen einen großen Teil der Heizzeit durchlaufen.

Wegen der oben bereits genannten verminderten Bereitschaftsverluste eines zentralen Kessels ergibt sich eine verbesserte Energieeffizienz. Auch der Verzicht auf Thermen mit Überströmventil führt zu einer positiven Bewertung der zentralen Lösung.

Aufgrund der zentralen Steuerung und Regelung muss von einer verlängerten Heizzeit der Zentralheizung ausgegangen werden, da sich die Anlagenabschaltung nach dem Wärmeempfinden des sensibelsten Nutzers richtet. Diesbezüglich erweist sich die Etagenheizung als flexibler.

Die Einbindung von regenerativen Energien, wie Solarenergie, ist praktisch nur bei der zentralen Heizungsalternative machbar.

Projektdurchführung

Da die energetische Sanierung einzelner Etagenheizungen nicht gebündelt, sondern gestaffelt erfolgen kann, ist eine dezentrale Instandsetzung der Thermen hinsichtlich der Projektdurchführung vorteilhafter.

Auch die Vereinbarkeit der Instandsetzung mit einer gleichzeitigen Bewohnung des Gebäudes ist möglich, indem notwendige Arbeiten entweder erfolgen, wenn ein Mieterwechsel ansteht oder separate Termine mit den Mietern vereinbart werden. Die zentrale Heizungslösung erfordert auf jeden Fall größere Umbauten.

Fazit: Vorteile und Nachteile einer Zentralheizung

Vorteile einer zentralen Heizung

Eine Zentralheizung spart, verglichen mit Wärmeerzeugern in jedem Raum, die als teuerste Komponente auf der Rechnung erscheinen, trotz Mehrkosten für Wärmeverteilung und Wärmeübergabe Anschaffungskosten.

Zum einwandfreien Betrieb ist mitunter nicht mal mehr ein Schornstein vonnöten, sondern es reicht ein flexibel zu montierendes Abgasrohr. Insofern erlaubt eine zentrale Heizung auch flexiblere Raumnutzung und Gestaltung, als eine wegen dezentraler Heizung strikt an den Verlauf des Schornsteins gebundene Architektur und Innenarchitektur.

Im täglichen Betrieb erspart eine zentrale Heizung gegenüber der dezentralen Heizung pro Raum zudem Zeit und Heizaufwand: Brennstoffe beispielsweise müssen nicht in jeden Raum gebracht werden, um dort verfeuert zu werden. Stattdessen kann man Brennstoffe für einen zentralen Wärmeerzeuger zentral lagern und diesem heutzutage weitgehend automatisiert zuführen – ein Riesenaufwand, wollte man dies für dezentrale Heizgeräte tun.

Nicht zuletzt verschafft die Zentralheizung Platz zum Wohnen, da man dank ihr auf Heizgeräte in jedem Raum verzichten kann. Während Fußbodenheizungen komplett im Boden eingelassen werden, sind auch zentral angeschlossene Heizkörper heutzutage so vielgestaltig, dass sie zum einen wenig Platz benötigen und sich zum anderen optisch nahezu nahtlos in die verschiedensten Raumgestaltungskonzepte einfügen. Und selbst der zentrale Wärmeerzeuger ist heutzutage von recht kompakter Bauweise, so dass er im Heizungskeller oder Technikraum kaum Platz beansprucht.

Nachteile einer zentralen Heizung

Die zentrale Wärmeerzeugung ist jedoch bautechnisch aufwändiger zu realisieren, als die dezentrale. Denn es ist einfacher jeden Raum mit einem Wärmeerzeuger auszustatten, als Heizungsrohre im Gebäude zu verlegen und in den Räumen Heizkörper zu installieren.

Als Nachteil wird der Zentralheizung mitunter auch angekreidet, dass sie einen - wegen der heute zum Standard zählenden automatischen Bestückung des Wärmeerzeugers damit - möglichst einfach zu händelnden Energieträger braucht. Und auch die fehlende Romantik, die ein einzelnes Heizgerät der Atmosphäre eines Raums zu verleihen vermag, wird bei einer Zentralheizung als Nachteil angesehen.

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Weitere Informationen über Zentralheizungstechnik

"Ratgeber: Technik & Kosten von Zentralheizungen" wurde am 23.10.2015 verfasst und am 24.10.2016 das letzte Mal aktualisiert.