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Experten-Ratgeber: Technik und Einsatz von Niedertemperaturheizkörpern

Was ist ein Niedertemperaturheizkörper? Wie ist er aufgebaut und wie funktioniert er? Für welchen Einsatzzweck eignen sich niedrigtemperierte Heizkörper? Mit welchen Kosten ist zu rechnen?

Energiesparen, bedeutet, durch sein eigenes Verhalten, weniger Energie zu konsumieren, oder Energie effizienter zu nutzen, sodass bei gleichem Nutzen weniger Energie verbraucht wird. Niedertemperatur-Heiztechniken sind eine Möglichkeit, mit geringeren Heizsystemtemperaturen, denselben Heizeffekt zu erzielen. Zur effizienten Wärmeabgabe bedarf es jedoch spezieller Niedertemperaturheizkörper. Wir stellen Ihnen in diesem Artikel vor, wie ein Niedertemperaturheizkörper aufgebaut ist und nach welchem Prinzip er funktioniert. Sie erfahren dabei die Vor- und Nachteile, die sein Einsatz mit sich bringt, wo Sie die Heizkörper sinnvoll einsetzen und was Niedertemperaturheizkörper kosten.

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Grundprinzip der Wärmeabgabe im Niedertemperatursystem

Größer dimensionierte Flach- und auch wie hier Planheizkörper eignen sich, um das Heizungssystem mit niedrigen Vorlauftemperaturen zu betreiben. (Foto: energie-experten.org)
Größer dimensionierte Flach- und auch wie hier Planheizkörper eignen sich, um das Heizungssystem mit niedrigen Vorlauftemperaturen zu betreiben. (Foto: energie-experten.org)

Niedertemperaturheizkörper - auch Niedrigtemperatur-, Tieftemperatur- oder Wärmepumpen-Heizkörper genannt - werden in Systemen eingesetzt, die vornehmlich mit niedrigen Systemtemperaturen im Vorlauf von rund 35°C bis 45°C betrieben werden. Hierzu gehören vor Allem Brennwertkessel und Wärmepumpen.

Er überträgt die mit vergleichsweise geringer Vorlauftemperatur einströmende Wärme des Heizwassers auf den Raum. Das Funktionsweise von Niedrigtemperaturheizkörpern basiert dabei auf dem physikalischen Prinzip, dass derselbe Heizeffekt bzw. dieselbe Wärmeabgabe bei niedriger Heiztemperatur und größeren Abgabeflächen erzielt werden kann, wie bei hohen Heiztemperaturen mit kleineren Abgabeflächen.

Der Niedertemperaturheizkörper ist dazu speziell konstruiert und wird je nach Anwendungsfall und baulicher Situation um weitere "Hilfsmittel" (Gebläse, größere Umlaufgeschwindigkeit im Heizkörper) ergänzt. Dabei nehmen sie dank flacher Ausführung und geringer Bautiefe nur wenig Raum ein. Allerdings sind sie gemäß ihrer Funktionsweise meist großflächig gestaltet.

Dank der im Vergleich zu kompakten Heizkörpern größeren Oberfläche erreichen die Niedertemperaturheizkörper trotz geringerer Heizwassertemperatur die gleiche Heizwirkung. Somit spart der Einsatz von Niedertemperaturheizkörpern Heizenergie und die daraus resultierenden Heizkosten.

Expertenwissen: Moderne Niedertemperaturheizkörper liefern die gewünschte Temperatur unmittelbar und mit einem von Kopf bis Fuß gleichmäßigen vertikalen Temperaturprofil – typische Effekte alter Heizungssysteme wie „kalte Füße und heißer Kopf“ sind damit Geschichte. Die Heizkörper sind dank des weniger heißen Heizwassers so stets berührbar, ohne dass man sich „verbrennt“.

Wärmeübertragung mit einem Niedertemperatur-Heizkörper

Im Grunde ist von der Bauform her gesehen, jeder Heizkörper ein Niedertemperatur-Heizkörper, da sich seine Eignung vor Allem vom Verhältnis zu der zu beheizenden Raumgröße definiert. Dabei gilt, dass mit zunehmender Heizkörpergröße sein Vermögen steigt, auch niedrigtemperierte Heizwärme an den Raum abzugeben.

Heizkörper für Niedertemperatursysteme sind daher vielfach größer und bestehen aus dünnerem Blech, um die Wärmeabgabe zu erleichtern. Im Extremfall ist in dieser Hinsicht auch eine Flächenheizung ein Niedertemperaturheizkörper. Letztlich unterscheiden sich Niedertemperaturheizkörper hinsichtlich ihrer Bauform hauptsächlich entsprechend ihrer Wärmeabgabe.

Die Wärme überträgt der Niedertemperaturheizkörper über zwei Übertragungswege:

  • als Wärmestrahlung
  • und als Wärmekonvektion.

Wärmestrahlung heißt, dass Wärme via Infrarotstrahlung von der warmen Oberfläche auf weniger warme Oberflächen im Raum (Wände, Möbeloberflächen, Körper von Lebewesen) abstrahlt. Ein Teil der Wärme wird dort in Konvektionswärme umgewandelt und geht so dem Raum teilweise als Wärme verloren. Wichtig: Strahlungswärme empfinden wir Menschen am wohltuendsten.

Wärmekonvektion heißt, dass die Heizwasserwärme via die warme Oberfläche der Niedertemperatur-Heizkörper an die Luft der Umgebung übertragen wird, die sich dann nach den Gesetzen der Thermik im Raum verteilt und diesen dabei erwärmt.

In welchem Verhältnis ein Heizkörper Strahlungswärme und Konvektionswärme liefert, das hängt vom Heizkörper selbst ab. Je nach Bauweise unterscheidet man beispielsweise folgende Verhältnismäßigkeiten bei gängigen Heizkörpermodellen:

Tabelle 1: Anteile von Strahlungs- und Konvektionswärme von Niedertemperaturheizkörpern
Heizkörper-Typ Anteil Strahlung / Konvektion
Typ 10 50% / 50%
Typ 11 35% / 65%
Typ 21/ 22 20% / 80%
Typ 33 10% / 90%
Unterflurkonvektor 0% / 100%

Die Hersteller moderner Niedertemperaturheizkörper haben sehr vielfältige Wege gefunden, um das vom Heizkörper abgegebene Verhältnis von Konvektionswärme und Strahlungswärme optimal zu gestalten.

So gibt es beispielsweise von Stelrad ECO-Heizkörper, bei dem das direkte Einströmen des Warmwassers erst in der vorderen Platte des Heizkörpers stattfindet, wodurch sie eine höhere Temperatur bekommt. Dadurch entsteht mehr Strahlungswärme, und das wiederum erhöht das Behaglichkeitsgefühl. Durch die höhere Strahlungstemperatur an der Vorderseite wird die hintere Platte des Niedertemperatur-Heizkörpers weniger warm als bei herkömmlichen Heizkörpern.

Kombination von Fußbodenheizungen und Niedertemperatur-Heizkörper

Niedertemperatur-Heizkörper eignen sich auch ideal als Ergänzung zu Flächenheizungen wie einer Fußbodenheizung. Ein Estrichboden mit Fußbodenheizung benötigt bis zu 30 Minuten, um sich komplett zu erwärmen und über zwei Stunden, um wieder vollständig abzukühlen. Im Gegensatz dazu erwärmt sich ein Niedertemperatur-Flachheizkörper in nur fünf Minuten und kühlt in 30 Minuten wieder ab. Kombiniert man beide Systeme, so können die Heizkörper die Regeldämpfung der Fußbodenheizung ausgleichen und helfen, Energie zu sparen.

In kombinierten Systemen kann die Fußbodenheizung dann für die Grundlastdeckung eingesetzt werden und gewährleistet einen möglichst durchgehenden Betrieb des Wärmeerzeugers. Ein Takten und somit ein schlechter Wirkungsgrad des Wärmeerzeugers wird vermieden. Mit den Niedertemperatur-Heizkörpern lassen sich zusätzlich die Spitzenlasten schnell und effizient abdecken. Die Raumtemperatur kann auf Wunsch schnell angehoben und auch wieder abgesenkt werden.

Eine Fußbodenheizung, die auf eine Raumtemperatur von 18 °C eingestellt ist und zusätzlich mit einem Niedertemperatur-Heizkörper zur schnellen Temperaturangleichung ausgerüstet ist, spart bei einer Aufheizung auf 20 °C Raumtemperatur bis zu 30 Prozent Energie gegenüber einer reinen Fußbodenheizung.

Experten-Wissen: Die Kombination aus Abgabesystemen mit geringer thermischer Masse und Raumtemperaturreglern mit möglichst kleiner Proportionalabweichung xP (Proportionalbereich xP = Regeldifferenz in der Raumtemperatur zwischen vollständig geschlossenem und geöffnetem Ventil) ermöglicht eine sehr genaue Einhaltung der Solltemperatur.

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Tieftemperaturheizkörper mit Gebläse

Der Niedrigtemperatur-Heizkörper der Atlantic Panama-Serie ist optimal geeignet für Heizsysteme mit niedrigen Vorlauftemperaturen. (Foto: ATLANTIC / WM Feinwerk GmbH)
Der Niedrigtemperatur-Heizkörper der Atlantic Panama-Serie ist optimal geeignet für Heizsysteme mit niedrigen Vorlauftemperaturen. (Foto: ATLANTIC / WM Feinwerk GmbH)

In Räumen, in denen sich kein Platz bietet, größere Heizkörper zu installieren, werden häufig Heizkörper mit Gebläse eingesetzt. Sie funktionieren i.d.R. vollautomatisch, indem die Raumtemperatur und die durchschnittliche Wassertemperatur im Wärmetauscher gemessen werden. Je nach der eingestellten Temperatur wird dann die entsprechende Gebläsedrehzahl gewählt.

Das Gebläse dieser vielfach als Tieftemperatur-Heizkörper angebotenen Niedertemperatur-Versionen dreht sich schneller, wenn die gewünschte Raumtemperatur stark von der Isttemperatur abweicht. Wenn die Raumtemperatur steigt, nimmt die Geschwindigkeit ab und schaltet sogar ab, wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist. Danach funktioniert das System völlig statisch wie ein normaler Niedertemperaturheizkörper.

Anforderungen an Niedertemperatur-Heizungen im Altbau

Wer im Zuge einer energetischen Sanierung den Austausch der alten Heizung mit einer Heizung auf Niedertemperaturbasis plant, der muss aber nicht zwangsläufig auch die bestehenden, alten Heizkörper austauschen.

Bei bestehenden Gebäuden ist die Bedingung im Allgemeinen erfüllt, da die Heizkörper in alten Gebäuden üblicherweise überdimensioniert wurden. Aber selbst wenn dies nicht der Fall ist, d. h. die Heizkörper exakt auf die Heizwassertemperatur 80/60°C ausgelegt wurden, kann ein Niedertemperaturbetrieb funktionieren. So wird der Kondensationsbetrieb bei Gasheizgeräten immer noch bei ca. 60% der Jahresheizarbeit erreicht. Bei Wärmepumpen lassen sich hingegen die Umlaufvolumenströme erhöhen, um bei niedriger Temperatur die gleiche Wärmemenge über die alten Heizkörper abgeben zu können.

Wird das Gebäude in den Folgejahren Schritt für Schritt gedämmt, verbessert sich die Effizienz der Wärmeabgabe. Dabei ist insbesondere auch auf eine entsprechende Rohrdämmung zu achten.

Heizkörper für Brennwert- und Wärmepumpenheizungen

Brennwertkessel

Der Vorteil der Brennwerttechnik liegt in der besseren Ausnutzung des Brennstoffes durch die Kondensation des Wasserdampfes im Abgas. Damit Kondensation stattfinden kann, muss das Rücklaufwasser in den Heizkörpern auf Werte unter ca. 55°C (Öl-Brennwert-Kessel 45°C) abgekühlt werden. Dies stellt gewisse Anforderungen an die Größe bzw. Leistung der Heizkörper.

Bei bestehenden Gebäuden ist die Bedingung im Allgemeinen erfüllt, da die Heizkörper in alten Gebäuden üblicherweise überdimensioniert wurden. Aber selbst wenn dies nicht der Fall ist, so ist auch mit kleiner dimensionierten Heizkörpern über den Großteil des Jahres hinweg ein effizienter Betrieb des Brennwertkessels möglich. Nur bei sehr kleinen Heizkörpern in Abseiten und Nischen sollte in Abstimmung eines hydraulischen Abgleichs ein Austausch in Erwägung gezogen werden, wenn eine deutlich bessere Effizienz erreicht werden kann.

Wärmepumpen

Auch bei Wärmepumpen heißt es, dass sich der Einsatz einer Wärmepumpe nur dann lohne, wenn diese auch mit einem den entsprechend für eine Wärmepumpe energetisch effizienten, mit niedrigen Vorlauftemperaturen einhergehenden Flächenheizsystem kombiniert wird. Dies ist nicht ganz korrekt, denn es können auch hydraulisch optimierte Heizkörpersysteme auf Wärmeerzeuger mit niedrigen Systemtemperaturen ausgelegt werden.

Insbesondere in vielen älteren Immobilien, sind die bestehenden Heizkörper ohne weitere Maßnahmen mit geringeren Vorlauftemperaturen zu betreiben, da diese in den 70er und 80er Jahren häufig überdimensioniert wurden, indem sie der Einfachheit halber an die Fensterbreite angepasst wurden. Trotzdem können Optimierungsmaßnahmen ergriffen werden, um einen niedrigeren Vorlauf zu erreichen.

So sollte zum Beispiel die Installation von Mischern vermieden werden, da die Wärmepumpe bereits eine entsprechende Regelung besitzt und grundsätzlich nicht mehr Energie produziert werden sollte wie auch letztlich benötigt wird. Zudem sollte ein hydraulischer Abgleich der Heizkörper erfolgen und das Benutzerverhalten auf einen Niedertemperaturbetrieb abgestimmt werden.

Ein großes Optimierungspotential bietet zudem die Regelung der Wärmepumpe selbst und letztlich führt aber auch eine nachträgliche Verbesserung des Wärmeschutzes (z.B. Isolierverglasung, Wärmedämmung der Fassade, der Kellerdecke oder des Daches) nicht nur zu Energieeinspareffekten, sondern auch zur Reduktion des Vorlauftemperaturbedarfs.

Werden doch einzelne Heizkörper durch Niedertemperatur-Heizkörper ausgetauscht, so lässt sich bei gleichem Platzbedarf rund 50% mehr Übertragungsfläche gewinnen. Dadurch reduziert sich die Vorlauftemperatur häufig um weitere 5 bis 10 °C.

Platzierung und Platzbedarf eines Niedertemperaturheizkörpers

Damit die Wärmeübertragung vom Niedertemperaturheizkörper auf den Raum optimal abläuft, muss der Heizkörper strategisch platziert werden. Am besten wird er an der Außenwand unter einem Fenster installiert, so dass er dort die kalte Luft erwärmt, die dann aufsteigt und sich im Raum verteilt. Diesen Effekt nennt man auch Ausgleich des Kaltluftabfalls vor kalten Fenstern.

Zugleich gleicht der Niedertemperaturheizkörper mit seiner Strahlungswärme das Strahlungsdefizit des kühlen Fensters aus. Hängt der Niedertemperaturheizkörper unter dem Fenster, erzielt er seinen höchsten Wirkungsgrad. Der Luftaustausch findet ohne das Entstehen von Zugluft statt, was höchste Wärmebehaglichkeit verspricht.

Wer seinen Niedertemperaturheizkörper aus Platzgründen nicht unter dem Fenster unterbringen kann, der kann ihn auch an anderen Wandflächen installieren – muss dann aber mit minderer Energieeffizienz und Behaglichkeit rechnen. Wobei Heizkörper an Innenwänden angenehm wärmen, wenn man sich und damit die Luft innerhalb des Raums bewegt und sich dem Niedertemperaturheizkörper nähert.

Niedertemperatur-Heizkörper sollten nicht direkt vor Fensterflächen angeordnet werden. Dies versperrt lediglich die freie Aussicht und die Wärmeverluste steigen stark an. Ist keine andere Anordnung möglich, müssen zumindest hochwertig wärmeisolierte Fenster mit einem U-Wert von < 1,3 W/(m2K) und die Heizkörper zum Fenster hin mit einem Strahlungsschutz versehen werden.

Preise von Niedertemperaturheizkörpern

Mit der Größe (Oberfläche) steigt nicht nur der Platzbedarf des Niedertemperaturheizkörpers, sondern auch sein Preis. Je nach Größe und Ausführung – die Bandbreite liegt zwischen schlichtem Modell und Designerstück – beginnen die Niedertemperaturheizkörperpreise bei deutlich unter 100 Euro. Nach oben sind die Preise offen.

Tabelle 2: Preise für Niedertemperatur-Flachheizkörper nach Baulänge und Bauhöhe
Baulänge / Bauhöhe 300 mm 400 mm 500 mm 600 mm
400 mm 136,00 € 137,00 € 136,00 € 135,00 €
600 mm 154,00 € 158,00 € 158,00 € 158,00 €
800 mm 173,00 € 178,00 € 179,00 € 181,00 €
1000 mm 191,00 € 199,00 € 200,00 € 204,00 €
1200 mm 209,00 € 220,00 € 221,00 € 227,00 €
1400 mm 228,00 € 240,00 € 243,00 € 250,00 €
1600 mm 268,00 € 282,00 € 285,00 € 292,00 €
1800 mm 305,00 € 303,00 € 306,00 € 315,00 €
2000 mm 305,00 € 324,00 € 327,00 € 338,00 €

Eine Übersicht über die typischen Preise für die wichtigsten Heizkörper-Arten finden Sie in unserem "Preisvergleich von Heizkörper-Typen".

Experten-Tipp: Wer sich eine neue Solarwärmeanlage anschafft und dies mit der Modernisierung der Heizung verbindet, erhält zusätzliche Boni. Förderfähig sind zahlreiche Maßnahmen im Zusammenhang mit der Neuinstallation einer Solarwärmeanlage, aber auch Schritte zur Optimierung einer bereits in der Vergangenheit geförderten Anlage. Unter förderfähige Maßnahmen fallen beispielsweise der Austausch von Heizkörpern durch Niedertemperaturheizkörper, der Einbau einer hocheffizienten Zirkulationspumpe, notwendige bauliche Maßnahmen am Heiz- und Kesselraum, der Ausbau der Altheizung und deren Entsorgung.

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"Technik & Einsatz von Niedertemperatur-Heizkörpern" wurde am 19.10.2016 das letzte Mal aktualisiert.