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Sparen Sie mit Pelletheizungen, Holzheizungen, Solarheizungen, Wärmepumpen oder einer günstigen Heizungssanierung...

Wenn es um die Hallenheizung geht, dann finden sich viele verschiedene Arten von Heizungen. Häufig liest man hierbei von den direkt befeuerten Hallenheizungen und selbst diese lassen sich noch in verschiedene Unterarten gliedern. Die direkt befeuerten Strahlungsheizsysteme, ebenso bekannt als Hell- und Dunkelstrahler, verbreiten sich seit einigen Jahren jedoch deutlich in diesem Bereich.

Auch Warmlufterzeuger, die direkt befeuert werden, sind denkbar, derzeit jedoch noch recht unbekannt. Sie kommen sogar ohne Kesselanlage aus, können also direkt mit Öl oder Gas befeuert werden. Die Installation findet direkt in der Halle statt, die beheizt werden soll.

Diverse Arten von Hallenheizungen

Verschiedene Arten von Hallenheizungen kommen zum Einsatz. Die wichtigsten Arten wollen wir im Folgenden kurz vorstellen:

Direkt befeuerte Hallenheizung ohne Wasser

Diese Form des Heizsystems für große Hallen ist vor allem in Holland, Frankreich und Belgien weit verbreitet. Die Heizsysteme werden direkt in dem Raum installiert, der beheizt werden soll. Die Beheizung erfolgt mit Öl oder Gas. Eine Zentralheizung dagegen wird nur selten verwendet, etwa wenn die Räume, die beheizt werden müssen, sehr klein sind, setzt man sie in den Kontext zur Größe des Gesamtobjekts.

Hallenheizungsvariante Warmlufterzeuger

Die zweite Variante der Hallenheizung stellen Warmlufterzeuger dar. Bei diesem sieht die Funktionsweise wie folgt aus:

  1. Raumluft wird über einen Wärmetauscher geführt Raumluft wird durch die Abgase des Warmlufterzeugers erhitzt
  2. Erwärmte Luft wird in den Raum ausgeblasen und verteilt

Hier ist noch die Sonderform der direkt befeuerten Warmlufterzeuger zu nennen. Sie werden ebenfalls nochmals unterteilt, und zwar in atmosphärische Geräte (Betrieb mit Gas) und Geräte mit Öl- / Gas- Gebläsebrenner.
 

Atmosphärischen Geräte

Vorteile der atmosphärischen Geräte bestehen darin, dass diese sich sehr flexibel einsetzen lassen. Zudem arbeiten sie sehr leise. Die Arbeitsweise sieht dabei wie folgt aus:

  • Geräteventilator führt die Raumluft über den Wärmetauscher.
  • Einstellbare, horizontal und vertikal verbaute Luftlenklamellen führen die Luft wieder zurück in den Raum.

Dabei können die modernen Geräte dieser Art Wirkungsgrade von mehr als 92 Prozent (!) erreichen.

Ein weiterer Vorteil ist die verhältnismäßig einfache Installation: Für die Installation werden lediglich Brennstoffzufuhr, elektrischer Anschluss samt Temperaturregelung und Abgasabführung benötigt. Dabei erfolgt die Installation meist an der Wand, wobei die Geräte auf Konsolen aufgesetzt werden. Leistungsbereiche zwischen acht und bis zu 100 kW werden dabei erreicht.
 

So sparen Sie mit Öl- und Gas-Warmlufterzeugern

Anders bei den Öl- und Gas-Warmlufterzeugern. Sie erreichen Leistungswerte zwischen 30 und bis zu 600 kW, so dass sie auch in sehr großen Industriehallen problemlos eingesetzt werden können. Beide Formen der Warmlufterzeuger lassen sich sowohl mit einem Kanalsystem ausstatten, wie sie auch mit einem Zuluftgerät mit Außenluftanschluss versehen werden können. Alle Warmlufterzeuger, von denen hier die Rede ist, werden direkt in der zu beheizenden Halle installiert.

Wahlweise kann die Installation an der oberen Hallenwand oder der –decke erfolgen. So werden keine zusätzlichen Heizungsräume mehr benötigt, was deutliche Kosten-, aber natürlich genauso Platzeinsparungen mit sich bringt.

Die Steuerung erfolgt bei diesen Geräten über einen Raumtemperaturregler. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass dieser mit einer Zeitsteuerung versehen ist. So lassen sich nächtliche Absenkungen ebenso realisieren, wie die Wochenendabsenkung, die oftmals obligatorisch ist.

Hallenheizungsvariante Strahlungsheizung

Auch die Strahlungsheizung gehört zu den bekannten Formen der Hallenheizung. Sie funktioniert ähnlich, wie die Sonnenstrahlung. Dabei wird folgendes Prinzip umgesetzt:

  • Energie wird in Form von elektromagnetischen Wellen über große Entfernungen transportiert.

  • Trifft die Energie auf feste Körper (Menschen, Boden, Wände usw.), wandelt sie sich dort in Wärme um.

  • Die Temperatursteigerung in der Luft ergibt sich dann durch die Abstrahlung von diesen festen Körpern.

Direkt befeuerte Strahlungsheizung

Ebenfalls kann die Strahlungsheizung direkt befeuert werden. Hier muss man nochmals zwischen zwei Varianten unterscheiden:

  • Hellstrahler und
  • Dunkelstrahler

Hellstrahler

Hellstrahler haben eine sehr kleine, glühende Oberfläche. Ihre Temperatur erreicht 900 bis 950 Grad Celsius. Somit wird kurzwellige Wärmestrahlung abgegeben, und zwar in hoher Intensität.

Größter Vorteil hierbei: Die Hellstrahler reagieren sehr schnell und können die volle Wärmeleistung schon wenige Momente nach dem Einschalten an die Halle abgeben.
 

Dunkelstrahler

Dunkelstrahler kommen in verschiedenen Bauarten vor. Grundlegend ist hierbei zwischen a) Strahlungsbändern und b) Einzelstrahlern zu unterscheiden.

Strahlungsbänder

Strahlungsbänder sind Rohre, deren Durchmesser zwischen 150 und 400 Millimeter liegt. Sie werden U-förmig angeordnet. Die Karosse muss vollständig isoliert werden, damit Wärmeverluste weitestgehend vermieden werden können.

Außerdem müssen folgende Punkte bei Strahlungsbändern beachtet werden:

  • Außenblenden der Karosse weit unter die Rohrunterkante ziehen.
  • So lassen sich Konvektionsverluste an den heißen Rohren auffangen, sie können nicht zur Decke nach oben hin entweichen.
  • Karosse sollte doppelschalig ausgeführt sein. Dadurch lässt sich vermeiden, dass sich die mit der Zeit spröde werdende Isolierung von den Strahlern lösen kann.
  • Die Strahlungsbänder werden alle mit einem eigenen Brenner befeuert.
  • Oberflächentemperaturen der Strahlrohre liegen zwischen 300 bis 350 Grad Celsius.

Vorteil beim Strahlungsband besteht darin, dass dieses eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung in der gesamten Halle erlaubt. Dafür müssen die Bänder jedoch korrekt angeordnet werden und eine ordentliche Planung ist nötig.

Einzelstrahler (Dunkelstrahler)

Die zweite Bauart der Dunkelstrahler sind die Einzelstrahler. Sie werden durch folgende Merkmale charakterisiert:

  • Durchmesser von 80 – 100 Millimeter.
  • Eigener Brenner für jeden Strahler Rohre nebeneinander oder hintereinander (U- oder Linear-Form) angeordnet.
  • Oberflächentemperaturen zwischen 400 bis 450 Grad Celsius, selten auch bis 700 Grad Celsius.

Bei den linear angeordneten Strahlern kann es zu einem deutlichen Temperaturabfall über die Strahlerlänge kommen. Oberhalb der Rohre gibt es einen Reflektor. Dieser sorgt dafür, dass die Wärme zurück an den Aufenthaltsbereich gestrahlt wird. Die Einzelstrahler haben höhere Konvektionsverluste und auch eine Wärmedämmung kann diese nur bedingt beeinflussen.

Besonderheiten der Heizsysteme

Auch bei den Hallenheizungen gibt es einige Besonderheiten, die die einzelnen Systeme auszeichnen. So werden Hell- und Dunkelstrahler von einigen Herstellern ebenso als Hybridsysteme angeboten. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie den Abgasen mit Hilfe eines Wärmetauschers noch enthaltene Rest-Energiemengen zu entziehen vermögen.

So lassen sich diese Restmengen an Energie anderen Heizsystemen zuführen. Das heißt, damit lassen sich an die Halle angrenzende Büroräume beheizen oder man kann damit das Brauchwasser erwärmen. Die feuerungstechnischen Wirkungsgrade erreichen bis zu 105 Prozent.

Ebenfalls gibt es direkt beheizte Warmlufterzeuger und Lüftungssysteme, die mittels Biomasse betrieben werden können. Dabei sind Pellets und Hackschnitzel möglich. Auch der Betrieb mit Solar-Luft-Kollektoren oder Umweltwärme ist möglich. Für letzteres gibt es spezielle Wärmepumpen-Warmluft-Kombinationsanlagen. Hell- und Dunkelstrahler, sowie direkt befeuerte Warmlufterzeuger können darüber hinaus mit Biogas genutzt werden.

Vorteile und Nachteile bei Hallenheizungssystemen

Viele Vor- und Nachteile kennzeichnen die einzelnen Systeme zur Hallenheizung. Die Strahlungsheizung beispielsweise sorgt für eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung, die als besonders angenehm empfunden wird. Zudem kann Strahlungswärme die Hitzestauung im Dachbereich verhindern.

Dunkelstrahler überzeugen dagegen mit der Geschwindigkeit und damit, dass auch nur einzelne Bereiche beheizt werden können. Es gibt dementsprechend keinen klaren Vorteil nur für das eine oder andere System, sondern ist dies vom individuellen Ausgangspunkt abhängig. Dunkelstrahler sollten allerdings nur bei großen Höhen eingesetzt werden. Hallen ab drei Metern sind dafür geeignet. Bei sehr hohen Leistungen der Dunkelstrahler sollten die Raumhöhen in der Halle sogar besser acht Meter betragen.

Bei den Hellstrahlern sind vor allem mittlere und große Hallengebäude die Haupteinsatzbereiche. Nachteilig ist hier jedoch, dass bei hohen Heizlasten stets mehrere Einzelgeräte für eine flächendeckende Beheizung installiert werden müssen. Allerdings weisen diese Formen der Hallenheizungen einen geringen Verbrauch auf, der besonders in der Industrie geschätzt wird.

Vorteilhaft bei den direkt beheizten Warmlufterzeugern ist darüber hinaus, dass mit einem einzigen Gerät und entsprechender Luftverteilsysteme eine komplette Halle flächendeckend beheizt werden kann.

Brennwert-Warmlufterzeuger, die mit modulierenden Brennern ausgestattet sind, bieten weitere Vorteile. So wird hier auch die Kondensationswärme des Brennerabgases genutzt. Zusätzlich kann temperierte und gefilterte Frischluft mit in die Halle eingebracht werden.

Anschaffungs- und Verbrauchskosten von Hallenheizungen

Die Anschaffungskosten variieren je nach gewählter Hallenheizungsform. Beispielhaft seien hier folgende Daten genannt:

  • Nennwärmebelastung 6-11 kW
  • Nennwärmeleistung 5-10 kW
  • Gerätelänge 3.800 m
  • Gewicht 67 kg
  • Preis 1.099,00 €

Der Verbrauch lässt sich nicht ohne weiteres beziffern, da es hier auf die gewünschten Temperaturen, die Hallengröße und viele andere Faktoren ankommt. Aufgrund der Wärmerückführsysteme wird einmal erzeugte Wärme aber nicht einfach verpuffen, sondern wieder an die Raumluft abgegeben. Dabei kann die Raumluft wahlweise horizontal oder vertikal zirkulieren.

Dezentrale Heizsysteme für die Beheizung der Halle: Die wichtigsten Vorteile

Dezentrale Heizsysteme, wie wir sie vorgestellt haben, bieten Unternehmen vielfältige Vorteile. Die wichtigsten sollen im Folgenden kurz noch einmal zusammengefasst werden:

  • Einsatz auch in Hallen mit extrem großen Deckenhöhen (vier bis 30 Meter).
     
  • Unterschiedlich zu beheizende Arbeitsbereiche (Lager, Produktion, Büro) können realisiert werden.
     
  • Dezentrale Hallenheizungen reagieren schnell und flexibel beim Aufheizen. Damit sind sie optimal für nur zeitweise genutzte Hallen (Schichtbetrieb / Wochenende) nutzbar.
     
  • Wärme wird nur an dem Ort und zu dem Zeitpunkt erzeugt, wenn sie benötigt wird. Die effiziente Übergabe der Wärme sorgt für einen geringen Primärenergieverbrauch, der noch dazu mit einem verringerten CO2-Ausstoß einhergeht.
     
  • Die Betriebskosten fallen bei dezentralen Hallenheizungen wesentlich geringer, als bei den zentralen Alternativen aus. Grund dafür ist die punktuell steuerbare Wärmeerzeugung. Die geringen Betriebskosten und zunehmend günstigere Anschaffungskosten sorgen für eine schnelle Amortisation der Anlagen.
     
  • Dezentrale Heizsysteme sind flexibel. Wird die Halle anders als bisher genutzt, finden Umstrukturierungen statt, so machen dezentrale Hallenheizungen diese Veränderungen mit.
     
  • Fußböden werden durch diese Heizsysteme nicht belastet, auch Stellfläche an den Wänden geht weitestgehend nicht verloren.

Einsatzmöglichkeiten der Hallenheizungen

Direkt befeuerte Heizgeräte für die Halle sind immer anwendbar, wenn an den Ex-Schutz keine weiteren Anforderungen gestellt werden. Dabei lassen sich sowohl Strahlungsheizungen, wie auch Warmlufterzeuger einsetzen, denn deren Einsatzbereiche überschneiden sich größtenteils.

Nur in wenigen Einzelfällen, kann man ein System bzw. muss dies sogar, gänzlich ausschließen. Beispiel für einen solchen Einzelfall wäre das:

  • Hochregallager: Müssen die Strahlungsbänder, die über den Regalen angebracht werden, zusätzlich abgedeckt werden, damit die Lagerware nicht zu stark erhitzt wird, ist von der Strahlungsheizung abzusehen. Direkt befeuerte Warmlufterzeuger sind hier die bessere Wahl. Sie sollten allerdings in vertikaler Ausführung erfolgen und ohne Umlenkbogen arbeiten. So können sie die warme Luft nach unten ausblasen.

Die richtige Planung der Hallenheizung

Für die Planung einer Hallenheizung sind ebenfalls verschiedene Punkte zu berücksichtigen. Zunächst muss hier die Norm-Heizlast ermittelt werden. Dafür kommt die DIN EN 12831 zum Einsatz. Sie ermittelt die Norm-Heizlast, wobei Wärmeverluste berücksichtigt werden. Letztere können beispielsweise durch

  • Lüftung,
  • Transmissionen oder
  • Zusatz-Schnellaufheizleistung

entstehen. Wer auch die DIN EN 18599 nutzt, kann einen Abschlag aufgrund der Wärmeübertragung durch die Strahlung vornehmen. Dieser Wert ist jedoch je nach eingesetztem Gerät unterschiedlich und muss von den Herstellern angegeben werden.

Wer Wärmestrahler für die Hallenheizung nutzen will, muss die Deckung des Wärmebedarfs zwar ebenfalls berücksichtigen, darüber hinaus aber auch Obacht geben, wie die Ausstrahlung aussieht. Das heißt, dass es nicht ausreicht, nur einen oder wenige Strahler einzusetzen, die eine sehr hohe Leistung mit sich bringen.

Zwar würden sie theoretisch den Wärmebedarf decken können, in der Praxis ergeben sich jedoch sehr starke Wärmeunterschiede innerhalb der Halle, allein aufgrund der großen Abstände der Strahler zueinander.

Wer sich für Warmlufterzeuger zur Beheizung der Halle entscheidet, sollte darauf achten, dass eine 2,5- bis 3,5-fache Raumdurchspülung gewährleistet ist. So kann das Warmluftpolster, das sich unter der Hallendecke bildet, reduziert werden.