Heizkörper berechnen (Anleitung) | Richtige Größe von Heizung

Der Wert der Wärmeenergie für ein Einfamilienhaus beträgt etwa 25.000 kWh im Jahr. In Häusern mit älterem Baujahr ist der kWh Wert noch höher, da der Bedarf nach Wärmeenergie aufgrund der niedrigeren Dämmung höher ist. Daher ist die Wärmebedarfsberechnung der benötigten Heizung äußerst wichtig.

Bei der Auswahl der neuen Heizanlage gilt es in erster Linie eines zu Beachten: die erwartete Heizlast, auf welche die Heizung ausgelegt sein muss. Dafür muss man den Heizkörper berechnen. Dabei gilt es, sowohl den Wärmebedarf, als auch die Wärmeverteilung genau zu ermitteln. Mehr dazu in der folgenden Übersicht.

Ermittlung der benötigten Heizleistung des Raumes

Die Wärmebedarfsberechnung des Heizkörpers hängt von verschiedenen Faktoren ab, so auch von der Heizlast des Raumes, bzw. dem Bedarf nach Wärmeenergie. Die Ermittlung dieser kann zwar in Eigenregie durchgeführt werden, doch es wird empfohlen, die Leistungsberechnung lieber dem Fachmann zu überlassen.

Nach DIN EN 12 831 berechnet der Fachmann die nötige Teilwärmemenge je nach Raumgröße. Pro Raum bezieht sich dies neben der Flächenberechnung auf den Ausgleich der Wärmeverluste über Bauteile, die sog. Transmissionsverluste, auf die Lüftungswärmeverluste, bzw. die Lüftung und auf den Zuschlag, welcher die ausgekühlten Räume wieder auf die geforderte Temperatur bringt. Die geforderte Temperatur beträgt mindestens 20 Grad in den Wohnräumen und 24 Grad im Bad. Der Energiebedarf hängt stark vom Baujahr des Gebäudes ab. Denn durch die verbesserte Dämmung sinkt der Energiebedarf.

Zur Ermittlung der benötigten Heizleistung des Raumes wird nach der Flächenberechnung folgende Formel verwendet:

Raumgröße x Heizleistung (W/qm) = benötigte Heizleistung

Für die Bestimmung der Heizleistung gemäß Baujahr des Hauses gelten folgende Werte:

  • Baujahr bis 1982 -> 111,6 W/m2=18 Grad; 121,6 W/m2=20 Grad, 141,7 W/m2=24 Grad
  • Baujahr 1983 bis 1994 -> 90,0 W/m2= 18 Grad; 99,2 W/m2=20 Grad; 115,9 W/m2=24 Grad
  • Baujahr ab 1995 -> 73,9 W/m2=18 Grad; 80,8 W/m2=20 Grad; 94,6 W/m2=24 Grad

Nach dieser klassischen Formel würde die Berechnung für das 20 qm große Bad bei dem Baujahr 1993 des Hauses wie folgt aussehen:

  • 20 qm x 115,9 W/qm = 2.318 W

Neben dem Baujahr werden bei der Berechnung der benötigten Heizleistung auch folgende Faktoren beachtet:

  • Wärmedämmung
  • Dachschrägen

Es haben sich mittlerweile verschiedene Erfahrungswerte für die Leistungsberechnung etabliert, durch welche die passende Leistung des Heizkörpers berechnet werden kann. Dabei handelt es sich um folgende Werte:

  • 100 Watt/qm bei wärmegedämmtem Altbau und bei Neubaute
  • 150 Watt/qm bei ungedämmtem Altbau
  • 10% Aufschlag bei Badezimmern
  • 20% Abzug bei Räumen mit Dachschrägen

Eine fehlerhafte Heizlastberechnung kann hohe Stromkosten als Folge haben kann. Immerhin müssen alle Gegebenheiten des jeweiligen Raumes bei der Berechnung beachtet werden.

Wer sich allein auf die Formel verlässt, riskiert unnötigen Stromverbrauch oder unzureichende Erwärmung der Räume. Daher sollte dies lieber der Fachmann berechnen.

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Die benötigte Heizleistung kann man anhand der oben aufgeführten Formeln ausrechnen.

Berechnung der Heizung

Die Leistungsangaben der Heizung dienen als die Grundlage der Berechnung und sind aus folgenden Faktoren zusammengesetzt:

  • Heizungsvorlauftemperatur
  • Heizungsrücklauftemperatur
  • Raumtemperatur

Generell gilt, dass, je niedriger die Vorlauftemperatur ist, desto größer muss der Heizkörper ausgelegt werden. Die älteren Modelle weisen dementsprechend hohe Vorlauftemperaturen von 80 oder 90 Grad auf.

Bei der Auswahl des richtigen Heizkörpers, bzw. dessen Größe, werden folgende Faktoren berücksichtigt:

  • die benötigte Heizleistung
  • die Höhe der Vorlauftemperatur
  • bauliche Einschränkungen, wie beispielsweise eine Fensternische
  • die Größe von Heizkörpern, bzw. sowohl deren Oberfläche als auch der Heizkörpertyp

Es muss zudem auf die Art der Wärmeübertragung geachtet werden. Denn im Gegensatz zu einem Konvektor, bei dem die kalte Luft erwärmt wird, entsteht bei einer Infrarotheizung Strahlungswärme durch Strahlen im Infrarotbereich, welche nur die festen Gegenstände erwärmen.

Online Rechner für das Berechnen der Heizung

Wem das Berechnen der Heizung umständlich ist, kann einfach nach einem Rechner online greifen. Die Berechnung online gilt jedoch für die neue europäische Norm EN 442. So ermittelt der online Rechner grob den Verbrauch, bzw. die Wärmeleistung einer Heizung für eine wählbare Größe des Raums und gilt bei folgenden Werten:

  • Außentemperatur: -10 Grad
  • Raumtemperatur: 20 Grad
  • Vorlauftemperatur der Heizanlage: 75 Grad

Die ermittelten Werte über den online Rechner sind grob. Für die exakte Wärmebedarfsrechnung sollte der Fachmann konsultiert werden.

Welcher Heizkörper ist der richtige?

Aufgrund der Ausführung des jeweiligen Heizkörpers werden verschiedene Typen unterschieden. Dabei wird die Wärmeleistung der Heizung sowohl von der Höhe der Vorlauftemperatur bestimmt, als auch von der Größe und der Ausführung des Heizkörpers. Je niedriger die Vorlauftemperatur ist, desto größer müsste der Heizkörper sein. Oder nicht?

Mittlerweile gibt es moderne Heizungsanlagen, welche bei gleicher Größe mehr Heizungsleitung vorweisen als ältere vergleichbare Heizungsanlagen, wie zum Beispiel die vom Hersteller Kermi. Die modernen Heizungsanlagen von Kermi gleichen die Größe durch die Verwendung von Konvektoren und Heizplatten aus.

Bei der Auswahl des Heizkörpers gilt mittlerweile die Schadstoffbelastung als ein wichtiger Faktor. So weist elektrische Energie den höchsten Ausstoß an CO2 auf. Holz weist kaum Ausstoß von CO2 auf.

Die erforderliche Heizlast muss nicht von einem einzelnen Heizkörper erbracht werden. Dank der modernen Modelle können in einen Raum gleichzeitig mehrere Heizkörper aufgestellt werden. Dadurch werden Heizkörper in großen Ausführungen vermieden.

Berechnung der Wandheizung

Zum Berechnen der Leistung der Wandheizung sind folgende Daten erforderlich:

  • Querschnitt der Heizungsrohre
  • Der Astabd der Heizungsrohre zueinander
  • Die Vorlauftemperaur der Heizung

In den heiz- und raumlufttechnischen Anlagen hat das Rohrnetz die Aufgabe, die Wasserströme auf die Funktionsbereiche zu verteilen.

Um jedem Heizkörper die Zufuhr der vorgesehenen Menge an Warmwasser zu ermöglichen, ist im Rahmen der Anlagenplanung eine Rohrnetzberechnung erforderlich.

Die Rohrnetzberechnung erfolgt heutzutage mittels verschiedener Softwares. Online werden Rechner angeboten, welche nützlich dabei sein können, die Rohrnetzberechnung durchzuführen.

Daneben ist der Wandaufbau ebenfalls eine wichtige Information. Die Berechnung der Wandheizung erfolgt jedoch immer individuell, da Bausubstanz, Wärmedämmung und andere wichtige Voraussetzungen individuell sind.

Berechnung der Infrarotheizung

Die Richtwerte zur Heizlastberechnung einer Infrarotheizanlage beziehen sich auf die Raumbeschaffenheit und die Lage des Objektes. Als wichtigster Faktor gilt der Wandaufbau, bzw. das Material, die Dichte, die Isolierung, die Anzahl der Außen und der Innenwände. Zudem sind die Raumhöhe, die Dämmung des Daches und der Kellerdecke und die Fensterbeschaffenheit weitere wichtige Faktoren, welche berücksichtigt werden müssen.

Online wird eine Excel Tabelle mit Richtwerten zur Verfügung gestellt, an welchen man sich bei der Berechnung orientieren kann. Diese unterscheiden sich voneinander einerseits bei Wohnräumen und Badezimmern und andererseits durch die Deckenhöhe der Außenwände und die Dämmqualität.

Außerdem kann die Heizleistung mithilfe verschiedener Rechner im Internet berechnet werden. Es ist hierbei wichtig zu beachten, dass eine höher dimensionierte Infrarotheizung nicht unbedingt mehr Strom benötigt. Außerdem spielt die Watthöhe keine große Rolle, wenn die Infrarotheizung als Zusatzheizung verwendet wird und sich direkt im Strahlungsbereich befindet. Die Watthöhe sagt über die Leistung der Infrarotheizung nicht viel aus. Vielmehr spielen hierbei die Oberflächentemperatur, die Abstrahlfläche und die Oberflächenbeschaffenheit die ausschlaggebende Rolle.

Nachtspeicherheizung berechnen

Eine Nachtspeicherheizung erzeugt Wärme mit Strom. Diese weist einen höheren Stromverbrauch auf. Schließlich ist der Stromverbrauch mit höheren Kosten verbunden als beispielsweise der Gasverbrauch. Daneben gelten Nachtspeicher nicht als die umweltfreundlichste Option. Die alten Modelle sind mit Asbest belastet, weshalb der Umstieg auf Alternativen oft staatlich gefördert wird.

Im Gegensatz zu den übrigen Heizkörpern, welche Strom dazu verwenden, Wärme zu erzeugen, laden Nachtspeicher nachts Strom, wandeln diesen in Wärmeenergie und speichern diese für die nächsten Stunden. Nachtstrom wird nach dem sog. Niedertarif berechnet, welcher meist zwischen 22 Uhr und 6 Uhr morgens gilt. Dieser war in den siebziger Jahren wesentlich günstiger, weshalb Nachtspeicher sehr beliebt waren. Dies ist heute nicht mehr der Fall.

Die Kosten der Anschaffung des Nachtspeichers sind im Vergleich zu den Alternativen meist gering. Die für die Wartung anfallenden Kosten sind ebenfalls gering. Jedoch ist der Verbrauch größer als bei den sonstigen Heizarten und die Stromkosten sind vergleichsweise hoch. Aufgrund hoher Stromkosten wird die Nachtspeicherheizung als Zusatzheizung ampfohlen, was auch für die sonstigen Elektroheizungen gilt.

Bei der Berechnung der Heizleistung, bzw. der Größe des auszuwählenden Nachtspeichers werden verschiedene Faktoren berücksichtigt. In erster Linie ist die Bauart der Nachtspeicherheizung wichtig. Zudem werden das Baujahr des Hauses, die Größe des Raums und Dämmung berücksichtigt. Im Internet wird eine Excel Tabelle als Orientierungshilfe zur Verfügung gestellt, um die erforderliche Leistung des Nachtspeichers zu berechnen.

Zur Berechnung der anfallenden Stromkosten können Kostenrechner online verwendet werden. Die Kostenrechnererleichtern die Entscheidung darüber, ob sich die Anschaffung des Nachtspeichers trotz niedriger Anschaffungskosten lohnt oder ob der Gasverbrauch die bessere Heiz-Möglichkeit darstellt.

Hydraulischer Abgleich

Bei der Optimierung der Heizleistung bewirkt hydraulischer Abgleich, dass die Druckverhältnisse innerhalb des Heizungssystems ausgeglichen sind.

Dieser sollte mindestens einmal im Jahr durchgeführt werden, und zwar von einem Fachbetrieb. Hierzu wird unter anderem auch der sog. Volumenstrom der Heizung berechnet. Der Volumenstrom wird anhand einer Formel berechnet, welche folgende Faktoren umfasst:

  • Heizkörperleistung
  • Dichte von Wasser
  • spezifische Wärmekapazität von Warmwasser
  • Temperaturspreizung.

Im folgenden Video wird alles rund um den hydraulischen Abgleich erklärt und gezeigt, wie die Berechnung des hydraulischen Abgleichs in der Praxis aussieht:

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Ausdehnungsgefäß bei Heizkesseln

Bei der Berechnung von Heizanlagen sowie bei der Optimierung der Heizungsanlage kommt immer wieder der Begriff Ausdehnungsgefäß auf.

Bei diesem handelt es sich um ein Bauteil, welches für die Sicherheit der Heizungsanlage sorgt, sowie für eine längere Lebensdauer des Heizkessels.

Ohne dieses Ausdehnungsgefäß könnte es leicht zu höherem Stromverbrauch kommen. Es ist auch unter der Bezeichnung Membrandruckausdehnungsgefäß, kurz MAG, bekannt.

Heizstab für das Aquarium

Wer ein Aquarium besitzt, muss auch die Heizleistung dieses berechnen, und zwar aus folgenden Daten:

  • das zu beheizende Volumen
  • die kühlende Oberfläche dieses Volumens und
  • die Differenz zwischen der gewünschten Wassertemperatur und der Umgebungstemperatur.

Online steht eine Tabelle mit wichtigen Daten zu diversen Aquarium Heizern und sonstigen wichtigen Angaben zur Verfügung. Diese erleichtert die Auswahl des richtigen Heizers, um auch für die Temperatur der schwimmenden Haustiere zu sorgen.

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