Wärmepumpe mit Heizkörper - Der Ratgeber

Der Unterschied zwischen Strahlungs- und Konvektionswärme

Die Wärme aus deiner Heizung wird im Wesentlichen über zwei Arten in den Raum übertragen. Im ersten Fall, der sogenannten Konvektionswärme, wird die am Heizkörper oder der Flächenheizung vorbeiströmende Luft erwärmt. Die Luft dehnt sich aus und steigt in Richtung Decke nach oben. Kältere Luft strömt vom Boden nach. Diese permanente Wärmeströmung verteilt die Wärme nach und nach im gesamten Raum.

Strahlungswärme entsteht hingegen, wenn die Wärmeenergie des Heizkörpers oder der Flächenheizung über elektromagnetische Wellen direkt auf feste Körper wie Wände, Gegenstände, Menschen oder Tiere übertragen wird. Diese erwärmen sich und geben die Wärme wiederum an den Raum ab.

Das Verhältnis zwischen Strahlungs- und Konvektionswärme variiert von Heizsystem zu Heizsystem. Generell gilt: Konventionelle Heizkörper heizen mit bis zu 90 Prozent Konvektionswärme. Bei einer modernen Deckenheizung ist es ziemlich genau umgekehrt. Studien belegen, dass wir Strahlungswärme im Vergleich zu Konvektionswärme als angenehmer und wärmer empfinden. Deshalb kannst du bei einer Flächenheizung meist die Raumtemperatur rund 2 Grad niedriger einstellen, ohne, dass du beim Komfort Abstriche machen musst. Pro Grad sparst du allein dadurch 6 Prozent Energie. Das ist nicht zu unterschätzen!

Welche Heizkörper-Typen eignen sich für den Betrieb mit einer Wärmepumpe?

Gut zu wissen: Flächenheizungen verfügen über größere Oberflächen zur Wärmeübertragung, entsprechend niedriger ist die Vorlauftemperatur, die nötig ist, um die Räume zu heizen. Daher sind Fußbodenheizungen, aber auch Wand- und Deckenheizungen ideal für den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe. In Kombination mit einer leistungsfähigen Wärmepumpe kannst du aber auch meist deine konventionellen Plattenheizkörper behalten.

In einem Rippenheizkörper oder auch Gliederheizkörper sind Glieder aus Stahl oder Guss aneinandergereiht, durch die das Heizungswasser fließt. Diese Urform des Heizkörpers ist oft in unsanierten Altbauten zu finden. Sie übertragen die Wärme überwiegend über Konvektion. Um eine angenehme Raumtemperatur zu erzeugen, benötigen sie aufgrund ihrer geringen Oberfläche hohe Vorlauftemperaturen und sind in der Regel nicht für den Betrieb mit Wärmepumpen geeignet. Auch Röhrenheizkörper bestehen wie Gliederheizkörper aus einzelnen Elementen. Sie werden in Neubauten oft als Handtuchheizkörper verbaut.

In den meisten Bestandsbauten finden sich Plattenheizkörper. Sie bestehen aus mehreren, hintereinander angeordneten Hohlkörpern, durch die das Heizungswasser strömt. Dazwischenliegende Konvektionsbleche erhöhen die Heizflächen. Plattenheizkörper geben einen Großteil der Wärmeenergie über Strahlung ab. Daher sind sie – bei entsprechend großer Dimensionierung – in vielen Fällen für den Betrieb mit einer Wärmepumpe geeignet.

Eine Sonderform der Plattenheizkörper sind Wärmepumpenheizkörper oder auch Niedertemperatur-Heizkörper. Kleine Ventilatoren in ihrem Inneren erhöhen die Konvektion, damit können sie bei gleicher Baugröße mit niedrigeren Vorlauftemperaturen betrieben werden.

1) Warmes Wasser strömt durch Rohre im Fußboden und beheizt dessen Oberfläche. An der warmen Oberfläche erwärmt sich die Luft.
2) Die warme Luft steigt auf, überträgt ihre Wärme auf die kühleren Oberflächen und sinkt wieder zu Boden: Die Luft zirkuliert im Raum.
3) Auch der Fußboden sendet Wärmestrahlung aus. Wegen der starken Konvektion bleiben die Oberflächen aber trotzdem immer kälter als die Luft.

Schon die alten Römer wussten die Vorteile von Fußbodenheizungen zu schätzen. Das Heizwasser fließt durch im Boden verlegte, dünne Rohre aus Kunststoff oder Kupfer. Da die Wärmeübertragung über eine große Fläche erfolgt, können sie mit einer niedrigen Vorlauftemperatur betrieben werden. Für die nachträgliche Installation einer Fußbodenheizung gibt es spezielle Dünnschichtsysteme mit niedriger Aufbauhöhe. Bei Fußbodenheizungen ist der Anteil der Konvektionswärme noch sehr hoch – im Gegensatz zur Wandheizung und vor allem zur Deckenheizung, auch als Klimadecke bekannt. Wie die meisten Fußbodenheizungen eignen sich Wand- und Deckenheizungen in Kombination mit einer Wärmepumpe für die Klimatisierung. Übrigens ist auch das Nachrüsten von Wand- und Deckenheizungen im Altbau meist kein Problem. Sie sind als Komplettpaket mit Dämmung erhältlich und erhöhen signifikant die Effizienz deiner Wärmepumpe.

1) Warmes Wasser strömt durch die Rohre in der Decke und beheizt deren Oberfläche. An der warmen Deckenoberfläche erwärmt sich die Luft.
2) Die Warmluft kann an der Decke weder auf steigen noch abkühlen: Die Konvektion ist ausgebremst. Wärme wird nur noch mit Wärmestrahlung an Boden, Wände und Möbel übertragen.
3) Alle Oberflächen sind nun wärmer als die Raumluft. Wie die Decke stahlen sie ihre Wärme sanft und gleichmäßig in den Raum.

Gut zu wissen: Du willst herausfinden, ob du deine bestehenden Heizkörper mit einer Wärmepumpe betreiben kannst? Senke an einem sehr kalten Tag die Vorlauftemperatur auf 50 Grad Celsius ab. Reicht die Heizleistung aus, sprich mit deinem Heizungsbauer über die Installation einer Wärmepumpe ohne Austausch der Heizkörper oder lass dich beraten, wie du sie möglichst günstig gegen effiziente Heizkörper oder eine Flächenheizung austauschen kannst.

Welche Wärmepumpe kann mit konventionellen Heizkörpern betrieben werden?

Heizkörper können sowohl mit Sole/Wasser-Wärmepumpen als auch mit leistungsfähigen Luft/Wasser-Wärmepumpen betrieben werden. Speziell für die Heizungssanierung im Altbau empfehlen sich Wärmepumpen mit dem Kältemittel Propan (R290). Dank der ausgezeichneten thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittels schaffen zum Beispiel unsere Hybrox 11/16 Luft/Wasser-Wärmepumpen Vorlauftemperaturen weit jenseits der 70°C. Selbst bei -22°C und einer Vorlauftemperatur von 65°C müssen sie keinen Heizstab zuschalten und bekommt im Winter praktisch jeden Altbau warm. Achte auch darauf, dass deine Wärmepumpe mit moderner Invertertechnologie arbeitet. Da die Wärmepumpenanlage ihre Leistung stufenlos und flexibel dem Bedarf anpasst, arbeitet sie am optimalen Betriebspunkt und produziert immer nur so viel Wärme wie benötigt wird.