Annahme: es gäbe keine Infrarotstrahlung.

Die Luft im Haus hat 24°C. Draussen hat es 10°C.

Jetzt wird einmal durchgelüftet oder „stoßgelüftet“ , wie man heute sagt.

Dann muss die Luft darin 10°C haben und wir werden frieren.

Dazu einfach ein paar Fragen:

Doch warum fühlen es sich dann im Haus wärmer an als draussen?
(Vorausgesetzt wir stehen nicht im Sonnenschein.)

Selbst, wenn die Heizung aus ist, warum wird die Luft im Haus dennoch immer wärmer?

Da gibt es etwas.

Allein unsere Erfahrung zeigt, dass es da etwas gibt, was die Wärme speichert und wieder abgibt. Die Speicherung ist letztendlich in jeder Materie möglich. Jede Materie hat eine Temperatur und wird damit zur Wärmestrahlungsquelle bzw. Infrarotstrahlungsquelle.

Die warme Wand

Wenn ein Wand einige Zeit Sonne abbekommen hat, dann merkt man über Stunden, dass diese warm ist und lange warm bleibt. In deren Nähe halten wir uns gerne auf. Das verdanken wir der Wärmestrahlung also der Infrarotstrahlung. Wir benötigen gar keinen direkten Kontakt, sondern spüren die Wärme auch aus einiger Entfernung.

Unser Bestreben muss es also sein, dass wir möglichst viel festes Material erwärmen lassen, wenn es geht durch die Sonne. Diese gibt dann seine Energie so nach und nach wieder an die Umgebung ab.

Wie viel Energie abgestrahlt wird, hängt von der Oberfläche und der Temperatur ab.
Je größer die Oberfläche, je heißer desto stärker die Heizwirkung.

Die Zukunft?

Vielleicht haben wir als Heizung irgendwann einen kleinen Festkörper unter der Decke hängen, der unheimlich heiß ist.

Bei den Hellstrahlern ist man davon ja gar nicht weit weg. (Hellstrahler werden an anderer Stelle gut beschrieben.) Dies sind Keramikplatten, die mittels Feuer sehr hoch erhitzt werden (bis nahezu 1000°C) und dann zu Wärmestrahlern werden. Man setzt diese ab etwa 3 bis 4 Meter Raumhöhe ein, damit gewiss niemand diese Heizungen berühren kann. Da Strahlung nicht die Luft erhitzt, werden diese auch im Freibereich eingesetzt. Die auf Gasflaschen aufschraubbaren Heizstrahler gehören hier dazu.

Doch zurück zu Infrarot und heißer Luft.

Im Außenbereich kommt niemand auf die Idee mit einem Heißluftgebläse zu arbeiten. Wird die Luft nicht irgendwie eingefangen (Zelt, Räume, …) sagt uns die Erfahrung, dass nur dem warm wird der direkt im Warmluftstrom steht. Gebläse aus und sofort ist demjenigen wieder kalt. Im Zelt eingesetzt macht ein Warmluftgebläse Sinn, denn über die Luft und deren Verteilung und Verwirbelung wird die Wärme auch großflächig verbreitet. Ein System kann damit größere Flächen versorgen.

Doch fehlt das Zelt plötzlich, dann geht urplötzlich gar nichts mehr. Binnen weniger Minuten kühlt die Fläche aus. Die Luft ist weg und nur die etwas erwärmte Materie sorgt noch dafür, dass es einige Minuten etwas wärmer ist. Wenn Richtung All gar nichts mehr ist (Wolkenloser Nachthimmel), dann geht die Auskühlung am schnellsten.

Was passiert also im Haus mit unseren heutzutage üblichen Konvektionsheizungen, wobei je nach Heizkörper auch hier tolle Strahler dabei sind.

Unser eigenes Wohnzimmer

Wir haben im eigenen Haus größtenteils noch Konvektionsheizungen. Bei uns sind dies Heizungsrohre, die durch viele Metalllamellen  die Oberfläche massiv vergrößern und durch Ihre Ausrichtung für einen deutlichen Luftstrom nach oben sorgen. Das ergibt heiße Luft.

Die Größte dieser Heizungen hat eine mehrere Meter lange, dicke Stein – oder Corianplatte drauf. Diese wird über die Luft erwärmt und strahlt dann diese Wärme über Stunden wieder ab. Diese Kobination entspricht meiner Vorstellung einer Strahlungsheizung. Leider ist die Platte geschliffen und poliert. Wahrscheinlich würde diese noch besser funktionieren, wenn die Oberfläche rau wäre, aber das wäre schlecht zu putzen.

Dann haben wir noch einen Kamin, genauer gesagt einen Kachelofen. Dieser Kachelofen hat noch eine Besonderheit, doch dazu später mehr.

Dieser Kachelofen ist definitiv eine Infrarotheizung, denn die Luft geht ja durch den Abluftkamin nach draußen und dennoch wird es nach einiger Zeit im Raum schön warm.

Was passiert denn da?

Das Feuer erwärmt die Luft, diese Luft wird an möglichst vielen Teilen vorbeigeführt, die damit auch erhitzt werden. Die immer noch sehr warme Luft strömt dann durch den Kamin nach draußen. Sie muss noch recht warm sein, sonst „zieht“ der Kamin nicht mehr. Warmluft steigt nach oben, je heißer desto stärker.  Unter einer gewissen Luft-Temperatur funktioniert ein Abzugskamin also nicht mehr.

Das ist auch der Grund, warum eine Feuerstelle eine recht geringe Effizienz hat. Viel Energie geht ins Freie.

Das Feuer selbst ist aber durch seine hohe Temperatur auch eine große Infrarotstrahlungsquelle. Diese Strahlung trifft auf die Materie und wird von dieser absorbiert und gespeichert und auch gleich wieder abgegeben. Die umliegende Materie nimmt mehr Energie auf, als sie beständig abgibt. Sie wird wärmer und wärmer. Diese Wärme setzt sich so nach und nach durch den Ofenaufbau fort bis diese die Oberfläche erreicht und von dort in den Raum abgestrahlt wird. Auch dann fühlen wir die Wärme des Kachelofens. Dies dauert jedoch seine Zeit, daher ist ein Kachelofen zwar eine tolle Heizquelle, sie ist aber keine schnelle Heizung.

Selbst wenn das Feuer erlischt, strahlt der Ofen noch Stundenlang Wärme ab.

Unser Kachelofen hat eine Besonderheit. Die heiße Abluft erwärmt einige große Metallgebilde im Innern des Ofens. Diese erwärmen Luft in Hohlräumen des Kachelofens. (Wärmeztauscherprinzip) Durch eine zusätzlichen elektrischen Ventilator können wir diese Luft aus den Hohlräumen in den Wohnraum pressen. Damit können wir den Kachelofen auch wie ein Heißluftgebläse nutzen, welches sehr schnell reagiert. Schon nach wenigen Minuten können wir die erste Wärmeleistung des Feuers nutzen.  Zuerst nur über Konvektion und einige Zeit später als Infrarotquelle.

Noch schneller sind nur unsere Infrarotglasheizungen oder Infrarotstrahler.

Klick und sofort strahlen diese Ihre Wärme ab. Binnen weniger Minuten sind diese auf Betriebstemperatur und strahlen mit der angegebenen Leistung. Der größte Teil wird über Infrarotstrahlung abgegeben und ein kleiner Teil (je nach Qualität) als Warmluft.