Die Entwicklung der Heizung

Die Entwicklung der Heizung
Eine Ausarbeitung
von
Günay Ipekli
Meryem Ispiroglu
Olga Jung
Isabell Meister
Allyn Rügamer
Die Entwicklung der Heizung
Inhaltsverzeichnis
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Das offene Feuer.............................................................................S.3
Hypokausten. Luftheizung………………………………………..S. 3 -4
Die offene Herdplatte……………………………………………..S. 4
Der Kachelofen…………………………………………………... S. 5 - 6
Die Entwicklung der Zentralheizung……………………………...S. 7 – 8
Öl- und Gaszentralheizung im 20. Jahrhundert…………………...S. 9 – 10
Die moderne Zentralheizung……………………………………....S. 11 – 12
Die Zukunft der Heizung am Bsp der Solarenergie……………….S. 13
Quellenangabe……………………………………………………..S.14
Günay Ipekli, Meryem Ispiroglu, Olga Jung, Isabell Meister, Allyn Rügamer
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Die Entwicklung der Heizung
Das offene Feuer
Über Jahrhunderte hinweg war das offene Feuer die Wärmequelle der Menschen. Schon die
Neandertaler nutzten es in ihren Höhlen. Da das Feuer mühevoll zu entfachen war, passten die
Menschen sehr sorgsam darauf auf, dass das Feuer nicht erlosch. Nach und nach lernten die
Menschen aus ihren Erfahrungen, unter anderem das Feuer direkt auf nassem Boden schlecht
zu entfachen war, dort auch schlecht brannte und daraufhin schnell wieder erlosch. Bald
darauf bauten die Menschen eine Unterlage aus Steinen unter dem Feuer, wodurch das Feuer
schon besser brannte. Einige Zeit später wurden außen um die Feuerstellen Steine gelegt oder
man erbaute einen niedrigen Rand aus Rasen, Erdreich oder Lehm, damit die brennende Glut
mehr beisammen blieb.
Da es sehr schwer war bei schlechtem Wetter das Feuer am brennen zu halten, gruben die
Menschen Feuergruben in den Boden um das Feuer vor ungünstigen Witterungseinflüssen zu
schützen. Die Feuergruben wurden von innen mit Feldsteinen, Kieseln oder Findlingen
ausgelegt, dies bewirkte dass das Feuer besser brannte und die entwickelte Wärme besser
zusammengehalten wurde. Die Steine aus der Grubenauskleidung nahmen einen Großteil der
Wärme auf, speicherten ihn und erhielten dadurch auch sehr lange Zeit nachdem das Feuer
schon erloschen war die Wärme. Dies war ein sehr großer Vorteil, da die Wärme schnell in
den Boden verloren ging wenn das Feuer auf der Erde brannte.
Das offene Feuer wurde bis ins späte Mittelalter genutzt. In den Lehmhütten war die
eigentliche Feuerstelle ein Loch inmitten des Raumes, das bestenfalls mit Steinen umrundet
war. Der Raum wurde zumeist über das Dach abgeführt, verteilte sich aber auch im ganzen
Raum und entwich auch aus Fugen, Fenstern und Türen.
Die Hypokausten-Luftheizung
Die Hypokausten-Luftheizung ist eine griechisch-römische Form der Fußbodenheizung,
welche auf der Erwärmung von großen Oberflächen durch zirkulierende Heißluft beruht. Der
Begriff „hypokauston“ kommt aus dem Griechischen und bedeutet „von unten heizen“.
Angeblich wurde sie Ende des 2. Jahrhunderts/Anfang des 1. Jahrhunderts v. Chr. von dem
Römer Gaius Sergius Orata erfunden aber sie war schon um 100 v. Chr. in Olympia und
Pompeji zur Beheizung von Thermen bekannt.
Das Hypokaustum wurde zuerst in Badeanlagen, später aber auch in anderen Gebäuden
eingesetzt.
Diese Fußboden- oder Unterbodenheizung bestand aus zwei Funktionsbereichen: es gab eine
außerhalb des Gebäudes liegende Heizkammer (praefurnium) und einen zu beheizenden
Innenraum. Der Innenraum bestand aus einem ruhenden Fußboden (suspensura) auf den in
bestimmten Abständen kleine Pfeiler oder massive Steinpfeiler gestellt wurden. Die Höhe
dieser Hypokaustenpfeiler schwankt zwischen ca. 0,4 bis 1,2m.
Als Abdeckung wurden auf diese Pfeiler große Ziegel- oder Natursteinplatten (sogenannte
Suspensuraplatten, ca. 50-70cm Seitenbreite) gelegt, welche die Grundlage für den
eigentlichen Fußboden bildeten. Auf die Oberseite wurde ein Gemisch aus Ziegelschlag und
Kalkmörtel aufgetragen und feingeglättet, das der Fußboden ein terrazzobodenartiges
Aussehen verlieh.
Es entstand ein Hohlraum zwischen dem Unterboden und dem eigentlichen Fußboden, in den
durch Kanäle Heißluft von dem gesonderten Heizraum (praefurnium) geleitet wird.
In den Warmbädern konnten zudem die Wände beheizt werden. Die hohlen Rechteckziegel
(tubuli) leiteten die Heißluft von dem Hohlraum unter dem eigentlichen Fußboden an den
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Die Entwicklung der Heizung
Wänden hoch. Ein Kamin, welcher über Verschlusskappen reguliert werden konnte, zog die
bereits abgekühlte Luft ins Freie. Er wurde am anderen Ende der Heizanlage angebracht
damit die Luftzirkulation besser abläuft.
Man geht davon aus, dass ein lang andauernder Heizprozeß vorausgegangen sein muss, bis
der Boden und die Wände erwärmt waren, was wahrscheinlich bedeutet, dass die Bäder
ununterbrochen beheizt wurden. Durch die hohen Temperaturen, die durchs Heizen
entstanden, war es notwendig die Fußböden mit Überlaufwasser abzukühlen und den
Schwitzenden kaltes Wasser in großen Schalen (labra), die auf ständerartigen Sockeln
standen, anzubieten. Die Schalen hatten einen Durchmesser von 2m.
Direkt über den Heizkanälen wurden Metallbehälter eingebaut, in denen Wasser für die
Badebecken erhitzt wurde. So konnte man die noch konzentrierte Hitze am besten nutzen.
Frisches Wasser bekamen die Bäder aus Hang aufwärts gelegenen Quellen. Das Wasser floss
über Leitungen in Sammelbehälter, von denen dann das Wasser über Bleirohre zu den
Verbrauchsstellen geführt wurde, welche man mit Wasserhähnen oder Schiebern regulierte.
Geometrisch angeordnete Abflussöffnungen fingen das Brauchwasser auf und leiteten es über
einen Abwasserkanal aus dem Bad.
Die offene Herdplatte
Im 8. Jahrhundert fingen die Menschen an Holzfußböden in ihre Häuser zu legen, dies stellte
aber eine große Brandgefahr dar aufgrund der offenen Feuerstellen. So entstand die Idee das
Feuer in einem geschlossenen Behälter zu entfachen, welcher meistens aus Eisen bestand.
Dies hatte den Vorteil, dass die Heizleistung stark verbessert wurde, da das Eisen die Wärme
über längere Zeit speichern konnte.
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Die Entwicklung der Heizung
Der Kachelofen
In Deutschland entwickelte sich der Kachelofen während des Mittelalters vom Herd, mit
offenem Feuer, zum höher entwickelten Ofen mit Kacheln.
Die ersten Kacheln wurden aus Töpfen und Schüsseln gefertigt und mit der Zeit immer
flacher geformt. Im 12. Jahrhundert entdeckte man die grüne Glasur, die den Kacheln einen
bestimmten Glanz und Härte verleiht. Die ersten richtigen und großen Funde stammen aus
dem 14. - 15. Jahrhundert. Kachelöfen wurden in allen verschiedenen Größen und Formen
hergestellt. Vom einfach gemauerten Stubenofen mit eingesetzten Kacheln im Bauernhaus,
über den bürgerlichen gekachelten Ofen, bis hin zu adeligen Prachtwerken. Über die Epochen
hinweg (Gotik & Frührenaissance, Renaissance, Spätrenaissance, Barock und Rokoko),
entstanden regelrechten Kunstwerken aus Kachelöfen. Erst in der Biedermeierzeit entwickelte
sich der Berliner Ofen und wurde ab da immer schlicht, in brauner, grüner und weißen Glasur
gehalten bis heute.
Im 16. & 17. Jahrhundert konzentrierte man sich eher auf die Kachelherstellung, als auf den
technischen Fortschritt. Den Ton wollte man immer besser verarbeiten können und billiger
zusammenstellen. Entwicklungen waren in Kacheloberflächen, Glasuren, Dekorations- und
Farbtechniken zu sehen.
Erste Ideen für die technische Entwicklung um Holz zu sparen, waren Zeichnungen von Peter
Schmidt, 1564. Er wollte über dem unteren Feuerkasten ein regalähnliches Gebilde, durch
senkrechte und waagrechte Bretter erstellen, durch die die Heizgase ziehen sollten.
Andere Vorschläge um Holz und somit auch Kosten zu sparen, waren Öfen aus mehreren
Kanälen ( Zügen ) oder die Zugführung aus Ziegeln herzustellen. Einer der bedeutendsten
Männer in der Ofentechnik war M. Joh. G. Leutmann, Pfarrer zu Wittenberg, der im 18.
Jahrhundert zwei verschiedene Möglichkeiten um Holz zu sparen nannte. Entweder man
ändere den Brennstoff, und benutzt ausschließlich Torf oder Steinkohle, oder man verbessere
die Heizofentechnik.
Die zweite Erkenntnis Leutmanns war die Wirtschaftlichste und somit fing man an sich mehr
auf die Technik zu konzentrieren.
Die Grundsätze Leutmanns sind: „...
•
Der Ofen darf nicht zu groß und muss eng sein
•
Umso länger das Feuer im Ofen zirkulieren kann, desto mehr Hitze kann der Ofen
geben
•
Ein Rost mit darunter liegenden Aschfall ist anzubringen
•
Der Ofen soll nicht an der Wand stehen, da er sonst die Wand und nicht den Raum
heizt
•
Der Ofen soll auf Füßen stehen, damit der Boden des Ofens als Heizfläche gewonnen
werden kann
•
Feuersicheres Element soll anstatt Dielen angebracht werden...........“
Leutmann entwickelte auch selber Kachelöfen, die seinen Richtlinien entsprachen.
Alle Öfen mussten eine Durchsicht in der Mitte des Ofens haben, so dass die Heizgase
herumziehen müssen, ehe sie zum Rauchrohr hinausgehen. Zusätzlich gelangte kalte Luft
vom unteren Ende eines Rohres, das durch den Ofen führt, hindurch und trat oben aus
Schlitzen als warme Luft wieder aus.
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Die Entwicklung der Heizung
Wenn man Leutmanns Erkenntnisse mit denen von heute vergleicht, ist dies sehr
beeindruckend.
Im 19. Jahrhundert wurden mit Hilfsgeldern vom Staat neue Kachelöfen entwickelt, die mit
Torf und Steinkohle brennbar waren. Ab da gab es keine großen Entwicklungen mehr sondern
eher eine rückschrittliche Entwicklung. Man ging gegen Leutmanns Grundsätze und erhöhte
somit die Anlagekosten und man hatte einen hohen Brennstoffverbrauch. Außerdem waren
Eisenöfen und Zentralheizungen immer mehr im kommen und die Kachelöfen immer mehr
verdrängt. Durch die Verdrängung wurden Kachelofenverbände gegründet, die Leutmanns
Grundsätze wieder aufnahmen und an einem besseren Kachelofen arbeiteten, dem BrabbéeEinheits- Kachelofen, der Vorläufer unseres heutigen hochwertigen Kachelofen- Heizkörper.
Die Eigenschaften eines Kachelofens sind, dass die Ofenwand nach einiger Zeit die Wärme
aufnimmt und speichert, um sie dann an den Raum abzugeben. Hier unterscheidet man heute
zwischen zwei verschiedenen Kachelofentypen:
Der Grundkachelofen besteht aus Rost, Aschekasten, Brennraum, Heizgaszüge und
Verkleidung (Schamottensteine). Die heiße Luft geht durch die Züge durch und die
Schamottensteine nimmt die Wärme auf. Sie geben dann langsam diese Wärme an den Raum
ab. Dieser Ofen nur als Einzelraumheizung. Man kann entweder mit Holz oder
Braunkohlebriketts heizen und erreicht einen Wirkungsgrad von 70%
Der Warmluftkachelofen besteht aus einem Heizeinsatz aus Gusseisen oder Stahlblech, aus
Heizgaszügen die aus Keramik oder Stahlblech gefertigt sind und aus der Verkleidung. Die
Wärmeabgabe entsteht durch Konvektion und Strahlung. Dies lässt die Räume schneller
erwärmen.
Die Luft in der Heizkammer des Ofens erwärmt sich und tritt über Warmluftgitter bzw.
Lüftungskacheln aus. Die Strahlungswärme wird über die Kachelverkleidung abgegeben.
Durch dieses System sind mehrere räume gleichzeitig heizbar. Als Brennstoffe verwendet
man Holz, Braunkohlebriketts, Steinkohlebriketts,, Koks, Heizöl oder Erdgas. Dadurch kann
man einen Wirkungsgrad zwischen 70% und 89% erreichen. Je nach dem welchen Brennstoff
man verwendet.
Bei den Brennstoffen, wie bei Holz, ist zu beachten, dass er trocken ist. Sonst hat man einen
zu hohen Energieverlust, da das Holz erst im Ofen getrocknet werden muss und man mehr
Brennstoff einsetzen muss um die gewünschte Leistung zu erreichen. Auch können dadurch
mehr Schadstoffe entstehen.
Eine neue Art von Brennstoff sind Holzpresslinge. Sie bestehen aus Holzabfällen und Späne
die fest zusammengepresst werden.
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Die Entwicklung der Heizung
Die Entwicklung der Zentralheizung
Im Jahre 1716 entwickelte der Schwede Marten Trivfald die erste Zentralheizung. Der
Ansatz in seiner Bauweise war die „Selbstzirkulation“, bei der erhitztes Wasser durch ein
Rohr zu einem Behälter unter dem Dach steigen und von dort durch den Heizkörper zurück
laufen sollte. Allerdings war sie ursprünglich nicht für das Beheizen von Wohnräumen
gedacht, sondern sollte als Wärmelieferant für ein Treibhaus in New Castle dienen.
Jedoch ließen sich nach und nach Fürsten und wohlhabende Bürger Warmwasserheizungen in
ihre Schlösser und Villen einbauen, mit dem Zweck ihre Räumlichkeiten mit möglichst
wenigen Feuerstellen optimal zu beheizen. Daher wurden die Räume zunehmend mit
Warmluft, aber vor allem mit Dampf beheizt. Dennoch konnte sich die Zentralheizung bis
weit ins 19. Jahrhundert nicht verstärkt etablieren, da sie für den durchschnittlichen Bürger
einfach zu teuer war und diese eher nach Einzelöfen nachfragten.
Der Durchbruch für die Zentralheizung kam erst in den 1920er Jahren, als die Brüder Buderus
die ersten Pumpen- Warmwasserheizungen auf den Markt brachten. Das Neue am System
waren die integrierten Umwälzpumpen, die in einem geschlossenen Wasserkreislauf
Heizwärme durchlaufen lassen. Trotz dieser Weiterentwicklung heizten Ende der 50er Jahre
90 Prozent aller deutschen Haushalte noch mit Kohle angefeuerten Einzelöfen und Ende der
60er Jahre waren es lediglich 13 Prozent, die eine Zentralheizung besaßen.
Mit dem Aufkommen der Kesseltechnik veränderten sich die Heizkörper erneut. Anfangs
wurden wie bei der Dampfheizung Rohrschlangen und Rohregister verwendet, danach fanden
die meist schön verzierten Rippenrohrheizkörper Verwendung. Die Zentralheizkessel waren
aus einem kompletten Guss gefertigt, die wiederum durch stetige Weiterentwicklung durch
Gliederheizkessel ersetzt wurden. Ein Merkmal dieser Gliederheizkessel war, dass sie einen
großen Füllschacht für Kohle und Koks besaßen und somit länger durchbrennen konnten.
Durch die Verbreitung der Warmwasser- Heiztechnik entwickelten sich auch neue Bauformen
von Heizkörpern wie Konvektoren, Plattenheizkörper, Strahlplatten oder Fußbodenheizung.
Funktionsweise einer Warmwasserpumpenheizung
Bei einer Zentralheizung wird Wärme an einer Stelle durch einen Kessel, einer Therme, einer
Wärmepumpe oder einen Elektrozentralspeicher erzeugt und durch Wasser oder Luft zu den
einzelnen Räumen transportiert. Das Wasser, welches durch die Wärme transportiert wird ist
das sogenannte Heizungswasser, was einmal in die Heizungsanlage eingefüllt auch üblicherweise dort verbleibt, da es nicht verbraucht wird. Der Kreislauf des Heizungswassers vom
Heizkessel zu den Heizkörpern und wieder zurück wird von der Umwälzpumpe aufrecht
erhalten. Die Umwälzpumpe wird mit elektrischem Strom angetrieben und erzeugt so einen
Überdruck in Fließrichtung des Wassers und einen Unterdruck hinter der Pumpe. Wenn die
Pumpe läuft, gelangt das Heizungswasser welches im Heizgerät erwärmt wurde, über das
Rohrsystem zu den Heizkörpern. Das Heizungswasser gibt über diese Heizkörper Wärme an
den Raum ab und strömt abgekühlt über den Rücklauf wieder zum Heizgerät zurück. Durch
Leistungsanpassung der Pumpe, kann man die Umwälzgeschwindigkeit des Wassers
variieren.
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Die Entwicklung der Heizung
Vor- und Nachteile einer Warmwasserpumpenheizung:
Vorteile:
- Zirkulation ist nicht an Mindesttemperatur des Heizungswassers gebunden
-
Wärmeerzeuger muss nicht tiefer stehen als Heizkörper
-
Rohrleitungen sind auch unter Durchbrüchen ( Türen,…) verlegbar
-
Erweiterung der Anlage ist unkompliziert
-
automatisierter, zeitabhängiger Betrieb ist möglich
-
geringere Rohrdurchmesser sind einsetzbar
Nachteile:
- Umwälzpumpe hat teilweise erheblichen Stromverbrauch
-
in der Praxis sind die Pumpen häufig überdimensioniert
-
hydraulischer Abgleich wird oft nicht durchgeführt
Bestandteile der Warmwasserpumpenheizung:
- Tank
-
Belüftung
-
Füllstutzen
-
Grenzwertgeber
-
Ölfilter
-
Brenner
-
Kessel
-
Warmwasser- Speicher
-
Regelung
-
Außenführer
-
Vorlauftemperatur
-
Mischventil (motorisch)
-
Ausdehnungsgefäß
-
Thermostatventil
-
Schornstein
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Die Entwicklung der Heizung
Öl- und Gaszentralheizung im 20. Jahrhundert
Geschichte
Am Anfang des vorigen Jahrhunderts kamen die ersten Öl- und Gaskessel auf den Markt.
Ende der 50er Jahre heizte noch 90 % aller Haushalte in Westdeutschland mit KohleEinzelöfen. Während im Westen Anfang der 60er die Ölfeuerung aufkam, sollte die
Umstellung von Kohleeinzelöfen auf Warmwasser-Zentralheizung in Ostdeutschland erst ab
der deutschen Einheit 1990 forciert werden. Beide Entwicklungen umfassten die zunehmende
Verbreitung des Brennstoffes Heizöl.
In der Bundesrepublik entwickelte die Industrie Öl-Spezialkessel, die vollautomatisch heizten
und warmes Wasser für Wannenbad und Dusche bereitstellten. Die bisher offenen
Heizungsanlagen wurden damit zu geschlossenen Kreisläufen mit MembranAusdehnungsgefäß. In den 70er Jahren kam zu Heizöl zunehmend Gas als Brennstoff dazu,
der nach den Ölkrisen 73 und 79 immer mehr an Bedeutung gewinnt. Die Öl- und GasStandardkessel mit konstanten Betriebstemperatur von 90°C werden von den
Niedertemperaturkesseln abgelöst. Das Betreiben von Standardkesseln, die vor dem 1.
Oktober 1978 eingebaut wurden, ist mit novellierter EnEV von 2007 verboten.
Gasheizung
Eine Gasheizung ist eine Heizungsanlage, die mit brennfähigen Gasen betrieben wird. Am
häufigsten ist dies Erdgas, daneben auch so genannte Flüssiggase, die aus einem Gemisch aus
Propan oder Butan bestehen. Weniger gebräuchlich ist Stadtgas oder Biogas.
Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird bei einer Zentralheizung an einem
Wärmeträger übertragen. Je nach Ausführung ist dies Wasser oder Luft. Eine
Umwälzeinrichtung transportiert den Wärmeträger in die zu beheizenden Räume.
Daneben kann warmes Brauchwasser erzeugt werden.
Bis in die 1980er Jahre hinein wurden auch einzelne Räume mit Gasheizungen
(Gaskonvektoren) ausgestattet, die dort direkt durch das Verbrennen des Gases erzeugte Wärme
an die Raumluft abgaben.
Heute versorgen die gasbetriebenen Heizungsanlagen über erwärmtes Wasser mit einem
Pumpensystem Heizkörper und meist ein ganzes Gebäude, zumindest aber eine ganze
Wohnung als Gasetagenheizung.
Damit es beim Erlöschen der Flamme durch den Austritt von unverbranntem Gas nicht zu einer
Explosion kommt, sind Gasheizungen mit einer Zündsicherung ausgerüstet. Unter anderem
werden Thermoelemente am Brenner verwendet. Die durch Beheizung durch eine Zündflamme
erzeugte Thermospannung ist ausreichend, ein Magnetventil der Gaszufuhr geöffnet zu halten.
Erlischt die Zündflamme, sperrt das Elektromagnetventil die weitere Gaszufuhr ab. Dies ist
eine bewährte Technik, die noch überwiegend an Gasherden angewandt wird.
Ölheizung
Ölheizungsanlagen erzeugen Wärme für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung. Im
Prinzip funktionieren sie so:
Das Öl wird aus dem Öltank zum Brenner gepumpt. Im Brenner wird es auf die Verbrennung
vorbereitet und dann durch eine Düse in den Kessel eingespritzt und mit Luft vermischt. Im
Kessel wird das Öl-Luftgemisch gezündet, der Verbrennungsprozess startet. Die entstehende
Wärme wird an das Wasser übertragen, das dann in den Heizungskreislauf einfließt. Die bei
der Verbrennung entstehenden Abgase werden über den Schornstein nach außen geleitet.
Funktion
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Die Entwicklung der Heizung
1) Öltank
Im Öltank wird das Heizöl gelagert. Der Tank kann im Haus oder im Freien aufgestellt
werden. Daneben gibt es unterirdische Tanks, die ins Erdreich eingelassen werden.
2) Filter
Auf dem Weg in den Brenner passiert das Öl einen Filter. Er hat die Aufgabe, die
empfindlichen Bauteile des Brenners wie Pumpe, Vorwärmer und Düse vor
Verschmutzungen zu schützen.
3) Pumpe
Die elektrisch betriebene Pumpe saugt das Heizöl aus dem Tank und pumpt es in den ÖlBrenner.
4) Brenner
Im Öl-Brenner wird das Heizöl so aufbereitet, dass eine möglichst vollständige und
schadstoffarme Verbrennung erfolgen kann.
5) Vorwärmung
In diesem Teil des Ölbrenners wird das Heizöl vorgewärmt, so dass es sich im Anschluss
besser zerstäuben lässt.
6) Düse
Die Düse zerstäubt das Öl in kleine Tröpfchen, so dass es sich besser mit der
Verbrennungsluft mischen kann. Die gute Vermischung ist Voraussetzung für eine optimale
Verbrennung.
7) Kessel
a) Im Feuerraum des Kessels findet der eigentliche Verbrennungsvorgang statt. b) Über die
Kesselflächen wird die Wärme auf das Wasser übertragen, das dann in den Heizungskreislauf
einfließt.
8) Abgasleitung
Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase werden über eine Leitung zum Schornstein
geführt und gelangen von dort nach außen.
Vor- und Nachteile
Vorteile der Gasheizung gegenüber der Ölheizung:
• geringere Wartungskosten
• geringerer Platzbedarf
• geringere Investitionskosten
• Energieeinsparungen bei Verwendung der Brennwerttechnik. (ca. 10%)
Nachteile der Gasheizung gegenüber der Ölheizung:
• höhere Brennstoffkosten
• Abhängigkeit von kommunalen Gasanbietern
Nachteile der Gas- und Ölheizung:
• Sowohl Erdgas als auch Heizöl sind fossile Brennstoffe und gehören nicht zu den
regenerativen Energien. D. h. sie verhalten sich bei der Verbrennung nicht CO2neutral.
• Sowohl Erdöl als auch Erdgas sind nur noch in begrenzten Mengen verfügbar.
• Die Heizölpreise und die Erdgaspreise werden mittelfristig stark ansteigen.
Die moderne Zentralheizung
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Die Entwicklung der Heizung
Die Entwicklung nach dem Krieg
Die unmittelbaren Jahre nach dem Krieg standen im Zeichen einer
allgegenwärtigen Massenarmut und überwältigenden Not. In dieser Zeit hatte
das gesamte Volk mit absoluter Armut zu kämpfen, die sich als Kriegsfolge
einstellte. Erst der Wiederaufbau nach dem 2. Weltkrieg wurden Erneuerungen
hervorgebracht. Andere Baustoffe und Baumethoden wurden entdeckt. Heizöl war in dieser
Zeit sehr billig. Das war auch der Grund, weshalb die Zentralheizung ihren Sitz in manchen
Wohnungen fand. 12 Prozent der Haushalte besaßen eine Zentralheizung. Im Jahre 1973 kam
dann die Ölkrise: Die arabischen Länder drosselten die Ölförderung und ließen die
Rohölpreise steigen. Folglich mussten die Haushalte Primärenergie einsparen. Es wurden
immer neue Vorschriften zur Einsparung von Primärenergie erlassen. Desweiteren wurden
immer neue Heizanlagen entwickelt. Mit der Umrüstung der Wohnungen wurden in den 70er
Jahren Zentralheizungen zum Standard. In den 80er und 90er Jahren war „Umweltschutz“ ein
sehr wichtiges Thema. Dies hatte zur Folge, dass es zu einer Weiterentwicklung der
Heizungsanlagen kam.
Heizkörper
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren Rippenheizkörper gefragt. Sie standen im Gegensatz
zu heute nicht unter dem Fenster, sondern im Raum. Später wurden die kleineren
Rippenheizkörper verbreitet. In den 80er Jahren kamen Plattenheizkörper und
Fußbodenheizungen auf den Markt.
Rippenheizkörper
Plattenheizkörper
Fußbodenheizung
Aufbau des zentralen Heizsystems
Das zentrale Heizsystem besteht aus:
•
•
•
Heizkessel
Wärmeverteilsystem
Raumheizflächen
Der Heizkessel:
•
•
•
Umsetzung von Brennstoffenergie in nutzbare Wärme
Übertragung der nutzbaren Wärme an das Kesselwasser
Moderne Kessel bestehen aus: - Kesselkörper mit
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Die Entwicklung der Heizung
Wärmetauscherflächen:
Brennraum
Wasserfüllung
Öl-/Gasbrenner
regeltechnische Ausstattung
Das Wärmeverteilsystem:
•
•
Warmes Kesselwasser gelangt zu den einzelnen Räumen, die beheizt werden müssen
Armaturen, Pumpen und Absperrschieber sind in der Nähe des Kessels
Funktion des zentralen Heizsystems
Das Wasser fließt vom Heizkessel direkt in die Rohre. Von dort aus fließt das Wasser in die
Heizkörper. Schließlich fließt es wieder zum Heizkessel zurück. Betrieben wird die
Zentralheizung durch Strom oder mit Öl, Koks, Holz, Gas und Strom.
Das zentrale Heizsystem ist auch kombinierbar. Es gibt zwei Heizkessel (Festbrennstoffe und
Öl). Die Zentralheizung geht an, sobald der Kessel des Festbrennstoffes ausgeht und abkühlt.
Man kann die Wärme der Zimmer durch Thermostatventile regeln, in dem man die
Raumtemperatur einstellt. Ist die Temperatur erreicht, so schließt sich das Ventil und der
Heizkörper kühlt ab.
Holzpelletheizung als Beispiel der modernen Zentralheizung
Der Name „Pellets“ kommt aus dem Englischen und heißt übersetzt „Bällchen“. Pellets sind
kleine Körper, die eine zylindrische Form besitzen. Sie werden in Pelletieranlagen hergestellt.
Das Holz wird unter Druck durch eine Stahlmatrize gedrückt. Lignin, ein holzeigener Stoff,
sorgt dafür, dass die Holzpellets ohne Bindemittel halten. Anschließend werden sie
geschnitten.
Es gibt zwei verschiedene Arten von Pelletheizungen: Einzelöfen und die PelletsZentralheizungen.
Funktionsweise der Pelletheizungen:
Die Heizung wird in Betrieb gesetzt, in dem der Spezialbrenner der Pelletheizung mit Pellet
betrieben wird. Die Pellets werden dabei über die Transportschnecke automatisch vom
Lagerraum zum Spezialbrenner gebracht. Die Zündung wird automatisch durch eine
elektronisch gesteuert und gestartet.
Vorteile der Holzpellets:
-
ressourcenschonendste Heizvariante
CO2-neutral, sprich umweltverträglich
Nachteil der Holzpellets:
− Knappheit bei der Lieferung von Holzpellets
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Die Entwicklung der Heizung
Die Zukunft der Heizung am Bsp der Solarenergie
Die Sonne ist die größte Energiequelle der Erde und die wichtigste der Menschheit. Schon
einige unserer Vorfahren schätzten die Sonne so sehr, dass sie die Sonne anbeteten. Man weiß
von Erfindern und Wissenschaftlern, wie z.B. Archimedes oder Salomon de Caus, dass man
immer wieder versuchte die Sonne als Energiequelle wirklich zu nutzen. Doch wegen
Wetterbedingungen setzte sich die Idee nie ganz durch. Nun geht unsere heutige Technik und
Forschung in die Geschichte zurück und versucht diese Ideen wieder durchzusetzen. Da
fossile Brennstoffe immer knapper werden, wäre die Sonne optimal, um unseren
Energiebedarf zu decken.
Im Jahr hat Deutschland durchschnittlich zwischen 1300h und 2000h Sonnenscheindauer.
Diese Sonnenscheindauer würde theoretisch ausreichen um unseren Warmwasserbedarf zu
decken. Doch leider ist es Jahreszeitlich abhängig wann und wie stark die Sonne nun scheint.
Die Hauptbestandteile einer Solaranlage sind die
Sonnenkollektoren und der Wärmespeicher. Sie sind
über Rohrleitungen miteinander verbunden. Die
Sonnenstrahlen treffen auf den Absorber, der sich
wegen seiner dunklen Farbe schnell erhitzt. Die wärme
wird an die Wärmeträgerflüssigkeit abgegeben. Die
Temperatur der Trägerflüssigkeit wird mit einer
Regeleinrichtung gemessen und mit der Temperatur
des Wassers verglichen. Wenn eine
Temperaturdifferenz besteht, wird die
Wärmeträgerflüssigkeit in den Warmwasserspeicher
gepumpt und gleichzeitig geht abgekühlte
Trägerflüssigkeit in den Absorber zurück. Ist der
Maximalwert im Wasserspeicher erreicht so schaltet
die Pumpe automatisch ab. Die Leistung der Solaranlage hängt immer von der Größe der
Kollektoren, vom Neigungswinkel, von der Position und auch vom Verbrauchssystem, z.B.
Größe des Warmwasserspeichers.
Bei den Sonnenkollektoren muss man zwischen verschiedenen Arten unterscheiden: Flach-,
Parabol- und Vakuumröhrenkollektoren. Die Parabolkollektoren sind aufgrund der
Spiegelflächen sehr empfindlich und erhalten einen niedrigeren Wärmegewinn als die
Vakuumröhrenkollektoren. Diese bestehen aus nebeneinander gelegte, hermitisch dichte
Wärmerohre, in denen sich jeweils der Absorber befindet. Vakuumröhrenkollektoren sind
aber auch dementsprechend teurer und somit werden die Parabolkollektoren meistens auf Einund kleineren Mehrfamilienhäusern montiert.
In Deutschland wird die Solarenergie im Regelfall zur Warmwassererwärmung genutzt. Um
eine Heizung zu ersetzten reicht die Solaranlage leider nicht aus und wird somit nur als
Unterstützung der konventionellen Heiztechnik genommen.
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Die Entwicklung der Heizung
Quellenangaben:
Bücher:
• „Der Zentralheizungs- und Lüftungsbauer Technologie“ Joachim Alberts/Rainer
Dommel/Henry Montaldo-Ventsam/Harald Nedo/Eugen Übelacker/Josef Wagner,
Verlag Handwerk und Technik 2002
•
Entwicklungsstufen der häuslichen Heizung; R. Oldenbourg München 1957
•
Imperium Romanum: Roms Provinzen an Necker, Rhein und Donau; Heruasgegeben
vom Archäologischen Landesmuseum Baden-Württemberg
•
Die Römer in Baden-Württemberg von Tiltzinger, Blanck, Gämmerer; Konrad Theiss
Verlag Stuttgart und
Aalen 1976; 2. durchgesehene Auflage
•
Der Kachelofen in der deutschen Volkswirtschaft/ Heinz Lüdtke
•
Kachelöfen/ Torsten Gebhard
•
Kachelöfen und thermische Solaranlagen: Heizungsunterstützung und
Wassererwärmung mit Kachelofen- und Kaminheizeinsätzen sowie Sonnenkollektoren
/ Uwe Kluge und Nicole Kuhlmann
•
Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Wärmeversorgung von
Gebäuden mit multivalenten Heizsystemen/ Harald Bradke
•
Solarthermische Heizungssysteme/ Herbert Grallert
Internet:
www.pfeiffer-heizungsbau.de
www.heiz-tipp.de
www.baunetzwissen.de
www.henotherm.de
www.buderus.de
www.on-topic.de
www.bethge-installationen.de
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