Warmluftheizung: Funktion, Einsatz, Vorteile

Aufbau und Funktion der Warmluftheizung

Auch wenn die Warmluftheizung heute nur wenigen bekannt ist, hat sie eine lange Tradition. So fanden Forscher bei Ausgrabungen Heizungssysteme, die vermutlich aus dem 9. Jahrhundert stammen. Sie bestanden neben einem zentralen Feuerraum aus Luftkanälen, die meist durch Wände oder Böden großer Gemeinschaftsräume führten. Brannte das Feuer im Ofen, strömten die Abgase durch die Kanäle und gaben thermische Energie an die Räume ab. Heute funktioniert eine Luftheizung etwas anders. Denn anstelle der Abgase, strömt frische Außenluft durch ein verzweigtes Netz von Kanälen in die jeweiligen Räume.  

Wärmeerzeuger heizen die Luft über ein Register auf

Erwärmen lässt sich die Luft mit Wärmeerzeugern, die auch in konventionellen Heizsystemen zum Einsatz kommen. Sie gewinnen Wärme überwiegend aus der Verbrennung fossiler oder nachwachsender Rohstoffe und übertragen diese anschließend auf die Raumluft. Damit die Warmluftheizung auch an knackig kalten Tagen für wohlig warme Räume sorgen kann, muss ihre Leistung dem Wärmebedarf entsprechen. Die Luftheizung muss also die Energieverluste über die wärmeumschließende Gebäudehülle ausgleichen und dazu mit den richtigen Temperaturen und Luftmengen arbeiten.

Übrigens: Über die Gleichung Volumenstrom = (2,98 x Wärmebedarf (in Watt)] / (Zulufttemperatur – Raumtemperatur) lässt sich der benötigte Luftvolumenstrom einer Warmluftheizung überschlägig berechnen. Das Ergebnis ist dabei abhängig von der Temperatur der eingebrachten Luft. Wer die Zulufttemperatur bei einem vorgegebenen Volumenstrom ermitteln möchte, kann die Gleichung wie folgt umstellen: Zulufttemperatur = {[Wärmebedarf (in Watt) x 2,98] / Volumenstrom (in Kubikmeter pro Stunde)} + 20 Grad Celsius.

Lüftungsgeräte befördern Warmluft durch das Haus

Nachdem ein Wärmeerzeuger die Luft auf die benötigten Temperaturen gebracht hat, fördern Ventilatoren diese durch das Haus. Sie sitzen dazu meist in einem zentralen Lüftungsgerät, das darüber hinaus mit Filtern und Schalldämpfern ausgestattet sein kann. Die Bauteile nehmen Verschmutzungen und Geräusche aus der Außenluft und tragen so zu einer hohen Behaglichkeit im Haus bei. Die Luftmassen strömen anschließend über Kanäle zu den entsprechenden Räumen im Haus. Wichtig ist, dass die Kanäle leicht zu reinigen und darüber hinaus auch gedämmt sind. Denn ohne Dämmung geht bereits viel Energie verloren. Bei kalten Luftmassen könnte es an den Außenseiten der Kanäle sogar zur Kondensation kommen.

Übrigens: Um störende Strömungsgeräusche zu vermeiden, sind maximale Strömungsgeschwindigkeiten einzuhalten. Diese richten sich nach der Lage der Kanäle im Haus und sollten bei Hauptkanälen in Wohngebäuden zwischen 4 und 5 Meter pro Sekunde betragen. An den Luftdurchlässen gelten Geschwindigkeiten von 2 bis 4 Meter pro Sekunde als Empfehlung. Kommen runde Luftkanäle zum Einsatz, lässt sich deren Querschnitt einfach mit folgender Gleichung berechnen: Durchmesser (in Millimeter) = 1.000 x Wurzel aus {[Volumenstrom (in Kubikmeter pro Stunde) x 1,27] / [Geschwindigkeit (in Meter pro Sekunde) x 3.600]}.

Luftauslässe der Warmluftheizung leiten die Luft in den Raum

In den Räumen angekommen, leiten spezielle Luftauslässe die warme Luft in den Raum. Diese können dazu entweder an der Decke, an der Wand oder am Boden angeordnet sein. Sitzen die Durchlässe der Warmluftheizung an oder unter der Decke, sollten sie den Luftstrom stark nach unten richten, um eine ungünstige Temperaturschichtung im Raum zu vermeiden. Während diese bei Bodendurchlässen mit geringen Strömungsgeschwindigkeiten ausbleibt, wirbeln diese mehr Staub auf.

Übrigens: Genau wie Heizungsanlagen, müssen auch Lüftungsanlagen abgeglichen sein, um alle Räume bedarfsgerecht mit frischer und warmer Luft versorgen zu können. Möglich ist das unter anderem über entsprechende Einstellungen an den Luftauslässen. Ziel ist, dass die Luft zu allen Auslässen im Haus den gleichen Widerstand überwinden muss.

Zu- und Abluftführung sorgt für ein gutes Raumklima

Ist die Warmluftheizung als Wohnraumlüftung ausgeführt, tauscht sie die verbrauchte Luft regelmäßig aus. Möglich ist das über einen zweiten Ventilator. Dieser erzeugt einen Unterdruck, sodass verbrauchte Luft aus dem Raum über Abluftgitter und Kanäle zurück zum Lüftungsgerät strömt. Durch den regelmäßigen Luftaustausch lassen sich Schadstoffe, Gerüche und Feuchtelasten im Haus regulieren und der Wohnkomfort steigt.  

Wärmerückgewinnung senkt Verbrauch der Warmluftheizung

Arbeiten die Anlagen mit Wärmerückgewinnung, können sie der verbrauchten Abluft einen Teil ihrer Energie entziehen. Sie nutzen diese, um die frische Außenluft vorzuwärmen und entlasten somit den Wärmeerzeuger. Der muss weniger leisten, der Energieverbrauch sinkt und die Heizkosten fallen niedriger aus.

Optional: Erdwärmeübertrager für eine sparsame Luftheizung

Vorwärmen lässt sich die Zuluft einer Warmluftheizung im Winter auch über einen sogenannten Erdwärmeübertrager. Dieser besteht einfach beschrieben aus einem erdverlegten Rohr. Strömt die frische Außenluft durch dieses, nimmt sie Energie aus dem Erdreich auf und ihre Temperatur steigt an. Die Technik entlastet den Wärmeerzeuger zusätzlich und führt so zu noch niedrigeren Heizkosten.

Übrigens: Im Sommer lässt sich die heiße Außenluft über den Erdwärmeübertrager auf natürliche Weise herunterkühlen. Sie strömt dann mit geringeren Temperaturen in das Haus und ermöglicht eine Temperierung ganz ohne Klimagerät und hohe Stromkosten.

Im Sommer kann die Warmluftheizung ein Haus auch kühlen

Ist das zentrale Lüftungsgerät der Luftheizung mit einer Klimaanlage verbunden, kann es die Außenluft im Sommer auch herunterkühlen. Das erhöht den Komfort und ist mit der beschriebenen Anlagentechnik ohne Weiteres möglich. Wichtig ist jedoch, dass die eingeblasene Temperatur nur 2 bis 4 Grad Celsius unter der Raumtemperatur liegt. Andernfalls könnte der kalte Zuluftstrom zu störenden Zugerscheinungen führen.

Übrigens: Im Heizbetrieb ist die Zulufttemperatur auf 50 Grad Celsius begrenzt. Andernfalls könnte es zur Staubverschwelung und damit zu unangenehmen Gerüchen in der Anlage kommen.

Voraussetzungen für eine Warmluftheizung

Bezogen auf ihr Gewicht kann Luft nur wenig Wärme durch das Haus transportieren. Das hat hohe Lufttemperaturen und/oder hohe Volumenströme zur Folge. Auch wenn sich diese technisch problemlos durch das Gebäude befördern lassen, steigen die Betriebs- und Anschaffungskosten mit dem Volumenstrom. Denn dann benötigen die Kanäle mehr Platz und die Ventilatoren müssen mehr leisten. Aus diesem Grund sollte sich ein Haus allein über den hygienisch bedingten Luftwechsel beheizen lassen. Dieser ist mindestens nötig, um für eine hohe Lufthygiene und einen optimalen Feuchteschutz zu sorgen. Mit einer Obergrenze von 50 Grad Celsius für die Temperatur der eingeblasenen Luft, lässt sich dabei auch nur eine begrenzte Heizlast decken.

Voraussetzung für den wirtschaftlich sinnvollen Betrieb der Warmluftheizung ist also ein niedriger Wärmebedarf. Dieser liegt bei etwa 10 Watt pro Quadratmeter. Benötigt ein Gebäude mehr Wärme, sind höhere Volumenströme nötig und die Lüftungstechnik muss größer ausfallen.

Luftkanäle müssen im Haus ausreichend Platz finden

Eine weitere Voraussetzung für die Warmluftheizung betrifft die Gebäudearchitektur. Denn die sollte so gestaltet sein, dass sich auch die nötigen Kanäle zur Luftverteilung problemlos im Haus unterbringen lassen. Ziehen Bauherren für ihr neues Haus eine Warmluftheizung in Betracht, sollten sie das möglichst frühzeitig mit Planern und Architekten besprechen. Das hilft, unnötige Probleme, Kompromisse und hohe Extrakosten von vornherein auszuschließen.

Einsatzgebiete für das Heizen mit warmer Luft

Grundsätzlich gibt es heute verschiedene Einsatzgebiete für eine Warmluftheizung. So sind die Anlagen für Wohn- und Nichtwohngebäude geeignet.

Passivhäuser lassen sich mit Warmluft beheizen

Geht es um den Wohnbereich, gelten die bereits beschriebenen Voraussetzungen. Dabei sollte der Wärmebedarf eine Grenze von 10 Watt pro Quadratmeter nicht überschreiten. Infrage kommen daher eigentlich nur Gebäude mit Niedrigstenergiestandard, wie das Passivhaus. Neben diesem funktioniert die Warmluftheizung natürlich auch in allen anderen Wohngebäuden, die ausreichend Platz für Kanäle und Luftdurchlässe haben. Da diese dann aber auch mit höheren Volumenströmen arbeiten, geht das in der Regel zulasten der Wirtschaftlichkeit und des Komforts in der Wohnung.

Die Warmluftheizung als Hallenheizung nutzen?

In Nichtwohngebäuden kommen Warmluftheizungen häufig als Hallen- oder Werkstattheizung zum Einsatz. In vielen Fällen sitzen dabei Umluftheizer unter der Decke. Diese sind mit einem Anschluss für Heizungswasser versehen und bringen die Räume schnell auf gewünscht hohe Temperaturen. Sind diese allerdings nicht überall nötig, sind Strahlungsheizungen die bessere Alternative. Denn diese erwärmen nur die Aufenthaltsbereiche auf die benötigten Temperaturen. Das spart Energie und sorgt für sinkende Heizkosten. Vor allem in großen Logistikhallen kann das die Betriebskosten stark verringern.

Eine Luftheizung für die Heizungsmodernisierung?

Nach einer Modernisierung ist die Luftheizung nur selten eine Option. Zumindest dann, wenn sie das Haus allein mit Wärme versorgen soll. Der Grund dafür liegt im Wärmebedarf bzw. in der Heizlast. Denn diese lässt sich bei einer energetischen Sanierung nur mit großem Aufwand auf die passivhaustypischen Werte bringen.

Heizgeräte für die Warmluftheizung im Haus

Eine Warmluftheizung benötigt hohe Temperaturen, die die Effizienz von Wärmepumpen und anderen Ökoheizungen beeinträchtigen. Trotz dessen kommen heute verschiedene Wärmeerzeuger infrage. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick:

Geht es um den Einsatz der Warmluftheizung in einem Wohngebäude, ist der Energiebedarf in der Regel sehr niedrig. Das heißt, dass der benötigte Wärmeerzeuger ohnehin nur sehr wenig leisten muss, um das Haus auf angenehme Temperaturen zu bringen. Die Heizkosten unterscheiden sich dabei trotz unterschiedlicher Brennstoffpreise kaum.

Alternative: Der Kachelofen mit Luftheizung

Eine einfache Alternative zur klassischen Warmluftheizung ist ein Warmluft-Kachelofen. Dieser Verbrennt je nach Bauart Holz, Pellets, Gas oder Öl. Die dabei freigesetzte Wärme erhitzt Raumluft, die sich dann über ein Kanalnetz in mehrere Zimmer verteilen lässt. Der Ofen saugt die abgekühlte Luft anschließend ein und erwärmt sie erneut. Diese Art der Luftheizung kommt in vielen Wohngebäuden zum Einsatz. Ganz gleich, ob es sich um einen Neubau oder ein Bestandsgebäude handelt. Sie erhöht den Wirkungsgrad des Ofens und ist zudem nur mit geringen Mehrkosten verbunden.

Vor- und Nachteile der Warmluftheizung

Eine Warmluftheizung nutzt die ohnehin nötige Lüftungsanlage energieeffizienter Gebäude, um diese mit Wärme zu versorgen. Das spart Kosten, denn eine teure wasserführende Heizungsanlage ist dabei nicht mehr nötig. Darüber hinaus steigen die Raumtemperaturen durch die warmen Luftströme selbst nach Heizpausen sehr schnell. Die Lüftung sperrt Geräusche und Schmutz von außen aus und arbeitet mit Wärmerückgewinnung besonders sparsam. Kommen auch erneuerbare Energieträger zum Einsatz, arbeitet die Warmluftheizung darüber hinaus auch besonders nachhaltig. Nachteilig ist der eingeschränkte Einsatzbereich. So sollten Gebäude für den wirtschaftlich sinnvollen Betrieb der Technik besonders energieeffizient gebaut oder saniert sein. Zu den Nachteilen zählen außerdem die Strömungsgeräusche, die vor allem durch unsachgemäße Planung entstehen. Die einströmende Luft kann außerdem viel Staub aufwirbeln.

Kosten und Fördermittel der Luftheizung

Die Kosten für eine Warmluftheizung sind vergleichsweise gering. Denn neben der Lüftungsanlage, die in vielen energiesparenden Gebäuden ohnehin nötig ist, benötigt die Technik nur einen Wärmeerzeuger. Die Kosten einer zentralen wassergeführten Wärmeverteilung entfallen dabei. Gleiches trifft außerdem auch auf Heizkörper oder Flächenheizsysteme zu. Während Hausbesitzer für einen Wärmeerzeuger abhängig von seiner Art mit 5.000 bis 20.000 Euro rechnen müssen, kostet die Luftverteilung im Haus etwa 5.000 bis 10.000 Euro. Wie hoch die Ausgaben tatsächlich sind, hängt von vielen Faktoren ab. Allen voran stehen die örtlichen Gegebenheiten. Aus diesem Grund kann nur ein Experte vor Ort die Kosten einer Warmluftheizung richtig abschätzen.

KfW-Förderung für die Sanierung mit Wohnraumlüftung

Grundsätzlich gibt es heute keine Fördermittel, die explizit für eine Luftheizung gelten. Aber: Der Staat hält zahlreiche Förderprogramme bereit, die zumindest einzelne Komponenten der Warmluftheizung finanziell unterstützen. So fördert die Kreditanstalt für Wiederaufbau effiziente Neubau- und Sanierungsvorhaben über die Programme 152, 153 und 430. Über das BAFA gibt es darüber hinaus hohe Zuschüsse für effiziente Umweltheizungen. Diese bekommen Verbraucher sowohl im Neubau als auch bei einer Sanierung. Wer sich nachträglich für eine Luftheizung entscheidet, kann außerdem auch Fördermittel für eine Lüftungsanlage beantragen. Diese gibt es in Form von Zuschüssen über das Programm 430 der KfW. Wer sich hingegen für ein zinsgünstiges Darlehen entscheidet, bekommt dieses über das KfW-Programm 152.