Heizsysteme im Vergleich : Warum Infrarotheizungen
effizienter als Wärmepumpen sind

30 Monate lang untersuchten eine Arbeitsgruppe der Hochschule Konstanz für Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG Konstanz) in Kooperation mit der österreichischen Firma Redwell Manufaktur die Effizienz von Infrarotheizungen und verglichen diese mit gängigen Wärmepumpen. Für das Projekt wurden drei Methoden herangezogen: Neben einem Wohnbau-Projekt in Darmstadt, sowie Messungen in vier identischen Räumen, wurde ebenfalls ein Simulationsmodell mit Infrarotheizsystemen ausgestattet und wissenschaftlich begleitet.

Im Sommer 2017 wurde ein Mehrfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 1.360 Quadratmeter für 40 Bewohner fertiggestellt. Insgesamt bietet das Haus 15 Wohneinheiten zwischen 50-120 Quadratmeter. Vorgesehen war ein Wohnbau mit einem Heizsystem, das geringen Materialaufwand und Platzbedarf benötigt und dezentral, wartungsarm, flexibel und langlebig sein soll. Je nach Raumgröße wurden Infrarotheizpaneele an der Decke montiert, die direkt mittels Thermostat gesteuert werden. Die Warmwasseraufbereitung erfolgt via Durchlauferhitzer und eine 36 kWp PV-Anlage sorgt für die Stromerzeugung für den Eigenbedarf.

Dabei liegt der spezifische Gesamtenergiebedarf – sowohl für Lüftung, Warmwasser, als auch Infrarotheizung – deutlich unter dem berechneten EnEV-Wert, der in der 2. Heizperiode durch die Optimierung der Lüftungs- und Heizungssteuerung noch weiter reduziert werden konnte. Eine abschließende Befragung der Bewohner bestätigte, dass das Raumklima als sehr behaglich empfunden wurde und die Bedienung via Steuerung einfach zu handhaben war.

In vier identischen 32,8 Quadratmeter großen Räumen wurden vier unterschiedliche Heizsysteme installiert und getestet:

• Raum 1: wassergeführte Fußbodenheizung (mit 7,6 kW Leistung)
• Raum 2: elektrische Fußbodenheizung (mit 2,8 kW Leistung)
• Raum 3: Redwell-Infrarotheizung/Deckenmontage (2 Paneele á 1,3 kW Leistung)
• Raum 4: Redwell-Infrarotheizung/Wandmontage (2 Paneele á 1,3 kW Leistung)

Die Untersuchungen zeigen, dass der Wärmeverbrauch der deckenmontierten Infrarotheizung stets unter dem Wert der Fußbodenheizung liegt. In Bezug auf die Raumoberflächentemperaturen ergeben sich kaum Unterschiede zwischen den unterschiedlichen Heizmethoden. Die Raumtemperatur der Infrarotheizungen kann jedoch reduziert werden, wodurch Energie eingespart wird – mit gleichem Wohlfühlergebnis.

Um die Labor-Messungen zu validieren, wurden die vier Laborräume digitalisiert und als Simulationsmodell nachgestellt, ohne Einflüsse von außen. Hierbei wurde nachgewiesen, dass Fußbodenheizungen einen Übergabeverlust von 50 Prozent aufweisen. Ein eindeutiger Vorteil der Infrarotheizung ist hier auf die schnelle Reaktionsfähigkeit und die geringe thermische Trägheit zurückzuführen.

Weiters konnte die Infrarotheizung in Bezug auf den gesamtökologischen Lebenszyklus über 50 Jahre hinweg punkten – inklusive der Herstellungs-, Instandhaltungs- und Entsorgungskosten. Die Wärmepumpe weist zwar geringere Verbrauchskosten auf, ist allerdings in der Anschaffung und Instandhaltung teurer.

In Kombination mit einer PV-Anlage lassen sich die Betriebskosten der Infrarotheizungssysteme deutlich reduzieren und liegen somit unter jenen eines Wärmepumpensystems. Die Simulationen zeigen auf, dass ein Infrarotheizsystem in einem gut gedämmten Gebäude in Kombination mit einer PV-Anlage eine effiziente Möglichkeit zur Beheizung des Eigenheims darstellt.