Was ist der Unterschied zwischen Konvektions- und Strahlungswärme?

Der Winter naht und damit auch die Heizperiode. Und mit ihr auch die Frage: Welche Heizung ist am besten?

Im Grunde genommen gibt es zwei Arten von Funktionsweisen bei Heizungen. Bei der Konvektionswärme wird die Luft im Heizkörper aufgewärmt und steigt nach oben, während bei der Strahlungswärme die Wärme direkt an Gegenstände oder Personen in der Umgebung abgegeben wird. Die Luft wird mittels Infrarotwärme also indirekt durch erwärmte Objekte aufgeheizt. Herkömmliche Heizkörper, wie sie sich in jedem normalen Haus finden lassen, erwärmen die Räume meistens zu fast 100 % über Konvektionswärme und zu einem verschwindend geringen Anteil über Abstrahlungswärme. Am leichtesten macht sich dies bemerkbar, wenn man direkt vor der Heizung steht und seine Hand darüber hält.  Man wird eine leichte Luftströmung mit der Hand spüren (Konvektion) und die Hitze des Heizkörpers bemerkt man etwas an den Beinen (Strahlung). Auch wird man merken, dass die Wärme mit zunehmendem Abstand zum Heizkörper abnimmt. Aber warum ist das so?

Was ist Konvektionswärme?

Wie bereits erwähnt wird bei der Konvektionswärme die Luft im Heizkörper herum erhitzt. Dies geschieht im Heizkörper selbst. Wenn man in einen gewöhnlichen Heizkörper (für gewöhnlich sind dies sog. Flachheizkörper) von oben hineinschaut wird man dünne und wellenförmige Konvektionsbleche, wie auf dem Titelbild, im Inneren sehen. Diese Lamellen befinden sich zwischen Vorder- und Rückseite der Heizung, durch die das heiße Wasser fließt. Dadurch vergrößert sich die Oberfläche des Heizkörpers, wodurch dieser einfacher die Wärme an die Luft abgeben kann. Diese aufgewärmte Luft steigt auf und fällt wieder ab, sobald sie sich im Raum abgekühlt hat. Dadurch entsteht eine stetige Luftumwälzung. Fenster sind bautechnisch gesehen eine strukturelle Schwachstelle und von dort dringt auch die meiste Kälte in ein Haus ein, bzw. geht Wärme nach Außen verloren. Im Normalfall werden Heizkörper deshalb unterhalb von Fenstern angebracht, damit die eindringende kalte Luft direkt aufgewärmt werden kann.

Heizungen, die mit Konvektionswärme funktionieren, gehören zu den ältesten Heizquellen der Welt. Die wohl einfachsten Varianten sind Feuerstellen, welche überwiegend Konvektionswärme erzeugen. Allerdings haben Heizungen, die mit Konvektionswärme arbeiten, mehrere Nachteile gegenüber Heizungen, die mit Strahlungswärme funktionieren. So wird beispielsweise jede Menge an Staub aufgewirbelt. Außerdem kann es dauern, bis die erwärmte Luft die Bewohner erwärmt. Zudem kann es zu erheblichen Temperaturunterschieden im Raum kommen. Je nach Größe des Raums sind Unterschiede von 10 Grad oder mehr möglich. Die Luft im oberen Teil des Raums ist dabei deutlich wärmer als die Luft im unteren Teil. Bemerkbar macht sich dies in Form von kalten Füßen im Winter und das selbst mit eingeschalteter Heizung. Die Luft wird durch die übermäßige Hitze ebenfalls ausgetrocknet was vor allem im Winter unangenehm sein kann. In neuster Zeit werden vermehrt modernere Strahlungsheizkörper verbaut, die deutlich kosteneffektiver sein sollen, da sie mit niedrigeren Temperaturen auskommen. Aber auch die haben entscheidende Nachteile. Dazu unten mehr.

Was ist Strahlungswärme?

Das Prinzip von Strahlungswärme Heizungen lässt sich gut mit der Sonne vergleichen. Die Sonne strahlt langwellige elektromagnetische Wellen im Infrarotbereich aus. Diese erhitzen nicht die Luft, sondern Objekte, die von den elektromagnetischen Wellen getroffen werden. Das können dabei der Boden, Felsbrocken oder auch Lebewesen sein. Erst wenn diese sich aufgeheizt haben wird die Wärme von diesen Objekten an die Luft weitergegeben. Deshalb sind im Sommer die Morgenstunden meistens kühl, da die Sonne noch nicht den Boden aufgeheizt hat.

Infrarotheizungen sehen gut aus, sind auch an der Wand montierbar und strahlen die Wärme in den Raum auf Personen und Gegenstände ©doomu | Fotolia

Ähnlich funktionieren Heizungen, die mit Strahlungswärme arbeiten. Auch hier senden die Heizkörper elektromagnetische Wellen im Infrarotbereich aus welche nicht die Luft, sondern Objekte im Raum erwärmen. Allgemein empfinden Menschen Strahlungswärme als angenehmer als Konvektionswärme. Die Strahlungswärme dringt auch deutlich tiefer in den Körper des Menschen ein und kann ihn so etwas von innen erwärmen. Durch die fehlende Luftumwälzung ist vor allem Allergikern eine Strahlungsheizung zu empfehlen, da durch diese kein unnötiger Staub aufgewirbelt wird.

Die meist günstigen Anschaffungskosten können aber schnell verpuffen, da die Infrarotheizungen keine Wärme mehr an Objekte und Personen abgeben, sobald sie ausgeschaltet werden. Daher müssen sie öfter eingeschaltet werden. Da sich Infrarotstrahlen wie Lichtstrahlen ausbreiten (siehe oben), werfen bei diesen Heizungen nah am Heizpaneel stehende Objekte natürlich auch Schatten. Das äußert sich darin, dass Infrarotheizungen ihre Wärme nicht mehr effizient in den Raum hinein abgeben können. Auch „um die Ecke“ heizen klappt nicht, da sich Infrarotstrahlen geradlinig ausbreiten.

Fazit: Beide Heizmethoden bieten Vor-, aber auch Nachteile. Einen idealen Kompromiss zwischen Konvektion und Infrarot bieten AeroFlow®-Elektroheizungen mit 25% Strahlungs- und 75% Konvektionswärme.

Bildnachweis: Titelbild „Woman and child wearing colorful pair of woolly socks“ ©Evgen| Fotolia

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