Heizkörper sind Teile von Heizungsanlagen in Räumen und Gebäuden. Diese meist metallischen Hohlkörper werden als Radiatoren, Konvektoren oder auch Heizleisten bezeichnet und geben einen Teil der vom Heizmedium (meist Wasser, in Elektroradiatoren Öl) transportierten thermischen Energie an die Umgebung (meist Luft) ab, um die Raumtemperatur zu erhöhen.

Erfunden wurde der Heizkörper von dem in Preußen geborenen russischen Geschäftsmann Franz San Galli im Jahre 1855.^[1][2]

Wärmeverteilung im Heizkörper

Jeder Heizkörper ist nahe dem Eingangsventil am wärmsten, weil dort das erwärmte Medium in den Heizkörper hineinströmt. Da die im Trägermedium mitgeführte Wärme über den Heizkörper durch Strahlung und Konvektion an den Raum abgegeben wird, sinkt die Temperatur bis zum Auslassventil, wo das abgekühlte Medium über die Rücklaufleitung zum Wärmeerzeuger zurückgeführt wird. Bleiben Bereiche des Heizkörpers dauerhaft kalt, während andere Heiztemperatur erreichen, hat sich in den kalten Bereichen höchstwahrscheinlich Luft gesammelt, welche die Zirkulation behindert. Die notwendige Entlüftung erfolgt durch ein Entlüftungsventil.

Oft wird irrtümlich angenommen, ein Heizkörper müsse von oben bis unten gleichmäßig temperiert sein. Spätestens seit der Ölpreiskrise in den 1970er Jahren wird in den meisten Fällen die Vorlauftemperatur des Heizgerätes (und damit auch der Heizkörper) in Abhängigkeit von der Außentemperatur angepasst. In einigen alten Anlagen wird die Vorlauftemperatur konstant hoch gehalten, z. B. auf 90 °C oder 70 °C. Dies führt zu unnötigen Wärmeverlusten – vor allem, wenn die Außentemperaturen nicht mehr so niedrig sind.

Die in den Raum gerichtete, strahlende Oberfläche spielt eine entscheidende Rolle für die Behaglichkeit. Die meisten Heizkörper arbeiten bei der Wärmeübertragung zugleich nach dem Prinzip von Konvektionsheizung und Strahlungsheizung. Die abgestrahlte Wärmemenge steigt physikalisch bedingt mit ungefähr der vierten Potenz der Temperatur an und ist bei elektrischen Strahlungsheizungen oder auch bei dampfbetriebenen Heizungen höher. Ein höherer Strahlungsanteil bei niedrigeren Vorlauftemperaturen wird durch größere Strahlungsflächen erreicht. So gibt es in Werkhallen zuweilen unter der Decke angebrachte Heizrohre, die zusätzliche, nach unten gerichtete Metallblech-Reflektoren besitzen, um den Anteil der Strahlungswärme zu erhöhen. Bei den meisten Heizkörpern sorgt eine wasserführende Front für maximale Strahlungsleistung, indem die dem Raum zugewandten Oberflächen direkt vom frischen Heizwasser durch optimale Wärmeleitung bis nahezu auf die Höhe der Wassertemperatur erwärmt werden. Eine aus ästhetischen Gründen vor den wasserführenden Bereichen z. B. aufgeklebte Front bei Designheizkörpern mit schlechter Wärmeleitung bewirkt eine erhebliche Reduzierung der Oberflächentemperatur und daher auch der Strahlungsleistung. Das gleiche gilt für die früher häufig aus ästhetischen Gründen angebrachten Verkleidungen aus Holz, Metall oder Fliesen.

In Anlehnung an den englischen Begriff für Heizkörper (radiator) werden auch im Deutschen Heizkörper oft als Radiatoren bezeichnet, obwohl die Abstrahlung (Radiation) gering ist.

Heizkörperexponent

Der Heizkörperexponent ${\displaystyle n}$ beschreibt den Einfluss gegenüber den Normwerten geänderter Temperaturdifferenzen ${\displaystyle \Delta T}$ eines bestimmten Heizkörpertyps auf dessen Wärmeleistung ${\displaystyle P}$ ^[3].

Bauformen

Rippenheizkörper

Rippenheizkörper sind Heizkörper aus Grauguss und waren die ersten Bauformen. Sie hatten eine geringere Oberfläche als moderne Plattenheizkörper sowie eine sehr hohe Eigenmasse, waren dafür jedoch sehr korrosionsbeständig.

Porzellanheizkörper

Während der Zeit des Nationalsozialismus wurden, um der Rüstungsindustrie keine Eisenwerkstoffe zu entziehen, Radiatoren aus Porzellan angeboten. Diese konnten sich aber nicht durchsetzen. In der DDR wurde die Idee wieder aufgegriffen, und ab etwa Mitte der 1950er Jahre wurden Heizkörper aus Porzellan in 3er, 4er, 5er und 6er Rippenblöcken gefertigt. Hierbei waren die 4er und 5er Blöcke die Standardversionen. Das heißt, dass die meisten Heizungsanlagen mit diesen beiden Rippenblöcken ausgeführt wurden. Die 3er und 6er Blöcke waren sehr selten. Es gab grundsätzlich zwei Ausführungsvarianten: geflanscht und gespindelt. Hierbei ist die Art des Zusammenfügens der Blöcke zum fertigen Heizkörper gemeint. Der Einsatz der Porzellanheizkörper erfolgte vorzugsweise in öffentlichen Gebäuden wie Krankenhäusern, Internaten usw., vereinzelt auch im Wohnungsbau. Von verschiedenen Betrieben wurden auch fahrbare elektrische Radiatorheizkörper aus den Porzellanblöcken gefertigt. Ab Anfang der 1960er Jahre wurde die Herstellung von Porzellanradiatoren eingestellt.

Gliederheizkörper

Für Gliederheizkörper werden mehrere Elemente aus Stahlblech zusammengeschweißt. So lassen sich einfach unterschiedlichste Längen produzieren.

Plattenheizkörper

Kennzeichnend für die aktuell gängigste Bauform, den Plattenheizkörper oder Flachheizkörpern, ist die gerippte Konstruktion seit den 1960er Jahren aus kaltverformten und rollgeschweißten Stahlblechen; dadurch werden große Oberflächen erzielt. Die so hergestellten Heizkörper werden lackiert oder pulverbeschichtet.

Plattenheizkörper sind in verschiedensten Ausführungen (Art der Anschlüsse, Länge, Breite) und auch Farben erhältlich und nach der Montage sofort einsatzfähig. Ihre Konstruktion wurde im Laufe der Jahrzehnte ständig optimiert. Durch die Verlegung der Konvektionsbleche auf die heißen Wasserkanäle, sowie vorrangig durch Vergrößerung der Konvektionsflächen konnte die Heizleistung im Laufe der Entwicklung gesteigert werden. So haben heutige Flachheizkörper etwa eine wesentlich höhere Materialeffizienz als z. B. ältere Rippenheizkörper und funktionieren wegen der deutlichen Vergrößerung der Konvektionsflächen bereits bei niedrigen Vorlauftemperaturen. Erreicht wird dies durch mehrlagige Wassertaschen und im Konvektionsstrom stehende, gefaltete Bleche. Durch reduzierte Wärmeträgermedienvolumina lassen sich schnelleren Reaktionszeiten gegenüber externen Wärmegewinnen oder -verlusten realisieren. Damit können Niedrigtemperatur-Heizkörper schon mit 55 °C warmen Wasser für Wärme im Haus sorgen, während ältere Heizkörper für die gleiche Heizleistung bei gleichem Einbauraum teilweise noch bis zu 90 °C warmes Wasser brauchen.

Plattenheizkörper werden in verschiedene zweistellige Typennummern (z.B. Typ 11, Typ 21, Typ 22, Typ 33) unterschieden. Die erste Ziffer gibt die Anzahl der Platten an, die zweite Ziffer die Anzahl der Konvektionsbleche.^[4]

Sonderformen

Daneben werden vermehrt auch Röhrenheizkörper aus Stahlrohr eingesetzt; speziell im Sanitärbereich wird diese Bauform aus praktischen (Handtuchtrockner) und ästhetischen Gründen bevorzugt.

Weitere Sonderformen stellen Fußboden- und Wandheizungen sowie Deckenstrahlplatten dar. Hier dienen die Oberflächen der mit Rohren oder elektrischen Heizdrähten versehenen Wände, Fußböden oder Deckenplatten als großflächige Heizkörper. Eine weitere Sonderform stellen Hygieneheizkörper dar, welche besonders leicht zu reinigen sind und z. B. in Kliniken oder in Lebensmittelproduktionen eingesetzt werden.

Heizkörpergröße

Für die Berechnung der Heizkörpergröße sind die Heizlast des Gebäudes sowie die Wärmeleistung der Heizung die wichtigsten Faktoren. Die Größe des Heizkörpers richtet sich zudem nach der Fensterbreite und der Brüstungshöhe.

Die Heizlast oder der Normwärmebedarf eines Gebäudes ist im Energieausweis des Hauses verzeichnet. Diverse bauliche Gegebenheiten beeinflussen die Berechnung der Heizlast. Einflussfaktoren sind neben der Wärmedämmung die Fläche der Außenbauteile, die Anzahl der Fugen, die Größe der Räume und der Unterschied zwischen Außen- und Innentemperatur. Demnach ist die Heizlast in einem Altbau größer als die in einem gut gedämmten Neubau.

Die Wärmeleistung des Heizkörpers bezeichnet die Gesamtwärmeleistung, die ein Heizkörper erbringen muss, um einen Raum auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen. Nach der DIN 4701 sollte die Innentemperatur 20 °C in den Räumen, 15 °C Grad im Korridor und 24 °C im Bad betragen. Der erste Schritt zur Berechnung der Wärmeleistung ist die Raumgröße. Sie wird ermittelt, indem man die Länge des Raumes mit der Breite des Raumes multipliziert. Die Raumgröße wird mit einem Grundwert wiederum multipliziert. Als Grundwert kann man 80 Watt je Quadratmeter rechnen. Bei 80 Watt geht man von einem gut gedämmten Haus/Wohnung aus. Für einen Raum mit einer Fläche von 6 m × 8 m ergibt das 3840 Watt. Man benötigt einen Heizkörper mit 3,6 kW. Bei einem schlecht oder nicht gedämmten Gebäude liegt der Richtwert bei 150 Watt je Quadratmeter Wohnungsfläche.

Ausführungen

Passiv

Die überwiegende Ausführungsform verfügt über keinen Lüfter. Die Wärme wird hauptsächlich durch natürliche Konvektion, aber auch durch Wärmestrahlung an den Raum übertragen.

Vorteile:

• Geräusch- und vibrationslos, wirbelt keinen Staub auf
• keine (elektrische) Zusatzenergie für Ventilatoren notwendig

Nachteil

• Die maximale Wärmeabgabe wird durch die vorhandene Oberfläche und die Vorlauftemperatur begrenzt.

Aktiv

Bei einem aktiven Heizkörper (siehe Heizlüfter) ist zusätzlich ein Ventilator montiert, um den Anteil der übertragenen Wärme zu erhöhen. Diese erzwungene Konvektion vergrößert die Wärmemengenabfuhr. Damit sind bei gleicher Wärmemenge kleinere Heizkörper notwendig, weshalb diese Bauart meist bei beengten Raumverhältnissen oder unter Fenstertüren angewendet wird. Vielfach sind die Heizkörper mit zusätzlichen Blechlamellen versehen, um die Berührfläche mit der Umgebungsluft zu vergrößern.

Vorteil:

• Aktive Radiatoren können für die gleiche Wärmeabfuhr kleiner dimensioniert werden.

Nachteile:

• Geräusch und Vibrationen durch Lüfter
• Ventilator verbraucht elektrische Energie.
• Keine kostengünstige Erfassung mit Heizkostenverteilern möglich, da die Wärmeleistung variiert. Die Erfassung ist über Wärmemengenzähler im Heizkreis möglich. Die Mehrkosten eines einzelnen Wärmemengenzählers relativieren sich, wenn alle Heizkostenverteiler mit deren Einzelkosten entfallen.

Siehe auch

• Thermostatventil
• Elektrowärme
• Thermische Behaglichkeit
• Glasheizung
• Heizleiste
• Wandheizung
• Heizkostenverteiler