Wärmestrom
Der Begriff “Wärmestrom” gibt an, wie viel Wärme pro Sekunde durch ein Bauteil, ein Medium oder eine Fläche transportiert wird und wird in der Regel in Watt angegeben. Physikalisch handelt es sich dabei um eine Prozessgröße: Wärmestrom existiert nur während eines tatsächlichen Wärmeübergangs und ist keine gespeicherte Energiemenge.
Im Alltag wird der Begriff Wärmestrom teilweise auch für elektrischen Strom verwendet, der ausschließlich für Heizung und Warmwasser genutzt wird, etwa bei Wärmepumpen. Diese Verwendung ist sprachlich verbreitet, unterscheidet sich jedoch vom physikalischen Begriff des Wärmestroms.
Wärmestrom kurz erklärt
- Beschreibt die übertragene Wärmeleistung pro Zeit.
- Fließt immer von warm nach kalt (ohne zusätzliche Arbeit).
- Einheit meist Watt (W) in Heiz- und Gebäudetechnik.
- Wichtig für Heizlast, Dämmung und Anlagenauslegung.
- Im Alltag teils als Bezeichnung für Heiz- bzw. Wärmepumpenstrom genutzt.
Funktionsweise
In der Gebäudetechnik wird der stationäre Wärmestrom durch ein Bauteil häufig mit dem Produkt aus U-Wert, Fläche und Temperaturdifferenz angenähert. Die Richtung des Wärmestroms folgt dabei stets dem Temperaturgefälle. Eine Umkehr dieser Richtung, wie sie bei Wärmepumpen erfolgt, erfordert zusätzliche Arbeit und unterliegt thermodynamischen Grenzen.
Wärme kann durch Leitung, Strömung oder Strahlung übertragen werden. In realen Heizsystemen wirken diese Mechanismen meist gleichzeitig. In Fußbodenheizungen dominiert die Wärmeleitung im Aufbau, während Heizkörper Wärme vor allem über Konvektion und Strahlung abgeben.
Bedeutung im Heizsystem
Im Heizsystem beschreibt der physikalische Wärmestrom, wie viel Wärme von der Wärmequelle über Wärmeerzeuger und Verteilsysteme in die einzelnen Räume gelangt. Gleichzeitig bestimmen Wärmeströme durch Wände, Fenster, Dach und Boden die Wärmeverluste eines Gebäudes. Diese Verluste beeinflussen direkt die notwendige Heizleistung sowie die Auslegung von Heizkörpern, Vorlauftemperaturen und Wärmepumpen.
In der Praxis werden Wärmeströme häufig mit vereinfachten Berechnungen abgeschätzt, um die Dimensionierung der Heizungsanlage sinnvoll planen zu können.
ⓘ Info
Hohe Wärmeströme durch schlecht gedämmte Bauteile wirken sich nicht nur auf die Heizkosten aus, sondern auch auf den Wohnkomfort. Kalte Wandoberflächen oder Zugerscheinungen in Fensternähe sind typische Folgen. Wird die Gebäudehülle verbessert, sinken diese Wärmeströme, und es kann eine kleinere und effizienter arbeitende Heizungsanlage ausreichen.
Bedeutung für die Wärmepumpe
Wärmepumpen nutzen den natürlichen Wärmestrom von warm nach kalt, kehren seine Richtung jedoch mithilfe von Antriebsarbeit um. Sie transportieren Wärme von einem niedrigeren auf ein höheres Temperaturniveau. Wie groß der nutzbare Wärmestrom aus Luft, Erdreich oder Grundwasser ist, hängt unter anderem von der Temperaturdifferenz, den Wärmeübertragerflächen und den Strömungsverhältnissen der beteiligten Medien ab.
Diese Wärmeströme beeinflussen direkt Kennzahlen wie die Leistungszahl und die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe. Zusätzlich hat sich im Markt der Begriff Wärmestrom oder Wärmepumpenstrom für spezielle Stromtarife etabliert, die ausschließlich für den Betrieb elektrischer Heizsysteme vorgesehen sind. Grundlage dafür ist, dass der eingesetzte Strom im Gebäude eine deutlich höhere nutzbare Wärmemenge bereitstellt.