Elektro-Infrarotstrahler – die zukunftsfähige Infrarot-Hallenheizung für die Industrie
Da die Welt nach neuen Wegen zur Reduzierung der CO₂-Emissionen sucht, wird Elektrizität immer beliebter. Die Elektrifizierung von Heizungslösungen ist ein Schritt in Richtung Netto-Null-Emissionen. Spätestens nach Inkrafttreten des neuen GEG muss auch die Industrie nach Alternativen zu fossilen Heizungsformen Ausschau halten.
Viele Unternehmen haben in der Vergangenheit positive Erfahrungen mit gasbefeuerten Strahlungsheizungen in Industriegebäuden gemacht. Die kostengünstige Anschaffung, der effiziente Betrieb und vor allem der geringe Verbrauch haben Gas-Infrarot-Strahlungsheizungen zu einem beliebten Heizsystem gemacht. Obwohl Erdgas noch viele Jahre lang ein wichtiger Energieträger bleiben wird, wird der zunehmende Druck zur Dekarbonisierung langfristig zu einem Rückgang der Gasnachfrage führen.
Aber können elektrische Infrarotheizungen die gleichen Erwartungen erfüllen wie Gas-Infrarot-Heizungen?
Werfen wir einen Blick auf ihre Vorteile und möglichen Grenzen.
Die folgenden Aspekte sollten analysiert werden:
- Wirkungsweise / Wie elektrische Heizstrahler funktionieren
- Anschaffungskosten
- Verbrauch / Energiekosten
- Ökologie / CO₂-Bilanz
- Gesetzeserfüllung
- Installations- und Wartungsaufwand
- Grenzen
- Gesundheitsbedenken
Wirkungsweise / Wie elektrische Heizstrahler funktionieren
Elektrische Infrarotheizungen funktionieren im Wesentlichen ähnlich wie ihre gasbetriebenen Pendants. Sie zeichnen sich durch eine schnelle und effiziente Wärmeerzeugung aus und eignen sich daher besonders für die Beheizung großer Gebäude. Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizmethoden, die das gesamte Luftvolumen erwärmen, durchdringen Infrarotstrahlen die Luft praktisch verlustfrei und geben ihre Wärmeenergie bei Kontakt mit Gegenständen oder Personen ab. Dies ermöglicht eine schnelle und effiziente Wärmeübertragung in Gebäuden und eine präzise Verteilung dort, wo sie benötigt wird, sei es in ganzen Räumen oder in bestimmten Zonen großer Arbeitsbereiche. Die Vielseitigkeit der elektrischen Heizstrahler ermöglicht es außerdem, isolierte Bereiche oder einzelne Arbeitsplätze komfortabel zu beheizen, ohne dass das gesamte Gebäudevolumen beheizt werden muss. Diese Eigenschaft macht sie besonders vorteilhaft für schlecht isolierte Konstruktionen.
Anschaffungskosten elektrischer Heizstrahler
Ein wesentlicher Vorteil von elektrischen Heizstrahlern ist ihre Erschwinglichkeit. Bisher wurden die meisten dieser Geräte im Verbraucherbereich eingesetzt, z. B. elektrische Heizstrahler für Außenbereiche in der Gastronomie, auf privaten Terrassen oder als Innengeräte für Kirchen oder Bäder. Um die erforderliche Leistung für große Hallen zu erreichen, wurden die Geräte hoch kaskadiert.
Elektrische Heizstrahler sind erst seit kurzem in einer industriellen Version erhältlich. Schwank hat die erste Serie von Geräten auf den Markt gebracht, die speziell für Industriegebäude geeignet sind, mit einer beeindruckenden Heizleistung von 18 kW pro Gerät. Die Anschaffung eines solchen Geräts beginnt bei etwa 2.000 €, und wenn man den Preis pro kW Heizleistung bedenkt, ist dies eine kostengünstige Lösung. Da die Steuerung zentralisiert und die Verkabelung auf wenige Geräte beschränkt werden kann, handelt es sich definitiv um eine attraktive Option für den industriellen Heizbedarf.
Verbrauch / Energiekosten
Elektrizität gilt als umweltfreundlich, ist aber leider oft mit einem höheren Preis verbunden. Wenn das Gebäude mit Photovoltaikanlagen ausgestattet ist, kann die photovoltaische Energie zum Heizen genutzt werden. Dies führt zu einer deutlichen Senkung der Energiekosten. Daher ist es wichtig, bei der Planung einer Strahlungsheizung im Voraus zu bestimmen, welche spezifischen Anforderungen sie erfüllen soll. Sollen nur bestimmte Bereiche des Gebäudes oder Arbeitsplätze beheizt werden? Oder muss das gesamte Gebäude beheizt werden? Sind die Geräte in der Lage, die Heizleistung zu modulieren und an unterschiedliche Wärmebedürfnisse anzupassen, oder wäre es vorteilhaft, sie mit einem zusätzlichen Heizsystem als Hybridlösung zu integrieren?
Diese Überlegungen lassen sich am besten mit Spezialisten wie Energieberatern, Heizungsbauern oder den Herstellern selbst besprechen. Sie können wertvolle Hinweise geben und die speziellen Bedürfnisse des Gebäudes berücksichtigen. Durch die frühzeitige Einbeziehung von Fachleuten in den Planungsprozess können fundierte Entscheidungen getroffen werden, die die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit optimieren und gleichzeitig die Heizungsziele erfüllen.
Ökologie / CO₂-Bilanz von Infrarot-Strahler
Elektrizität muss erzeugt werden. Dies geschieht durch Gas-, Kohle- oder Kernkraftwerke, Solarparks, Windkraftanlagen und Gezeitenkraftwerke. Aus all dem ergibt sich unser Energiemix. Die Erzeugung einer Kilowattstunde Strom verursachte im Jahr 2022 durchschnittlich 434 Gramm CO₂. Für saubere Quellen von „grünem“ Strom wird ein Durchschnitt von 32 Gramm angenommen. Das heißt, je „sauberer“ unser Strommix wird, desto umweltfreundlicher sind elektrische Heizstrahler. Wird für die elektrische Heizung reiner Ökostrom verwendet, ist das betreffende Heizsystem „grün“, und wenn es möglich ist, die eigene Fotovoltaik zu nutzen, ist die Heizung sogar CO₂-neutral.
Gesetzeserfüllung / Einhaltung von Umweltvorschriften
Verschiedene Heiztechnologien erfüllen das Gebäudeenergiegesetzes (GEG) 2024 und stellen den Einsatz von mindestens 65 % erneuerbaren Energien im Heizsystem sicher. Gemäß § 71d sind Strom-Direktheizungen (E-Strahler) eine gültige Möglichkeit, den Wärmebedarf gesetzeskonform zu decken. Diese Technologie lässt sich als Einzellösung oder in Kombination mit anderen Systemen verwenden, um den Wärmebedarf der Halle zu decken. Durch die Wahl des richtigen Heizsystems können Sie die Umweltanforderungen erfüllen und die CO₂-Emissionen reduzieren.
Installations- und Wartungsaufwand von Elektro-Infrarotheizungen
Elektrische Heizstrahler eignen sich aufgrund ihrer geringen Installations- und Wartungskosten hervorragend für die Beheizung von Industriegebäuden. Dank ihres geringen Gewichts sind sie leicht zu installieren, unabhängig davon, ob sie mit Hilfe von Ketten, integrierten Halterungen oder Stahlseilen an der Gebäudedecke aufgehängt oder mit speziellen Halterungen an den Seitenwänden befestigt werden. Während für den Anschluss der Geräte an die Stromversorgung ein Fachmann erforderlich ist, entsteht die Komplexität bei der Implementierung intelligenter Steuersysteme, wie Bussysteme oder die Integration mit Gebäudemanagementsystemen, was das Fachwissen eines professionellen Unternehmens erfordert (eine gängige Praxis bei großen Bauprojekten).
Die Wartungsaufgaben sind in der Regel einfach und umfassen Tätigkeiten wie die Reinigung der Heizelemente, die Überprüfung der Schraubverbindungen und die Sichtkontrolle der elektrischen Anschlüsse. Diese jährlich durchzuführenden Routinewartungsarbeiten sind schnell und kostengünstig pro Gerät, was die Kosteneffizienz von elektrischen Heizstrahlern in industriellen Anwendungen weiter erhöht.
Grenzen von IR-Strahlern
Nur wenige Hersteller von elektrischen Heizstrahlern haben ihre Produkte an die industriellen Anforderungen angepasst. Bei einigen Geräten erweist sich der Austausch defekter Heizelemente als äußerst schwierig und erfordert oft den Austausch des gesamten Strahlers. Diese Vorgehensweise ist zwar üblich, aber mit erheblichen Kosten für die Gebäudebetreiber verbunden und stellt eine Materialverschwendung dar. Darüber hinaus stellt der Einsatz mehrerer Heizstrahler mit geringer Leistung in hohen Gebäuden ein logistisches Hindernis dar und kann zu Konflikten mit bestehenden Installationen wie Beleuchtung, Sprinkleranlagen oder Regalanlagen führen. Mit zunehmender Anzahl der Geräte steigen auch die Installationskosten, was den Sinn der Wahl größerer, robusterer Geräte unterstreicht, die den industriellen Spezifikationen entsprechen, wie z. B. eSchwank.
Gesundheitsrisiken von Quarz-Heizstrahlern
Grundsätzlich ist Infrarotwärme angenehm. Es muss keine Luft bewegt werden, wodurch Zugluft und Staubaufwirbelungen vermieden werden. Außerdem empfindet man Strahlungswärme wärmer, als die Umgebungsluft tatsächlich ist. Das kommt der Vitalität bei schweren und leichten Arbeiten zugute.
Sogenannte Quarz-Heizstrahler arbeiten mit sehr hohen Oberflächentemperaturen. Der Infrarotbereich verschiebt sich in den kurzwelligen IR-A-Bereich und die Quarzelemente glühen mit einem hellen roten Licht. Es besteht der Verdacht, dass diese Geräte bei längerer Einwirkung die Augen schädigen können. Es ist daher ratsam, diese Geräte in Gängen oder in Bereichen zu verwenden, in denen sich die Mitarbeiter nur kurzzeitig aufhalten. Bei der Auswahl von Heizstrahlern ist es daher wichtig, daran zu denken, dass je länger die Wellenlänge der Infrarotstrahlung ist, desto besser für die Augen.
Fazit
Elektrische Infrarotheizungen haben alle Eigenschaften, die für ein gutes industrielles Heizsystem erforderlich sind. Sie heizen komfortabel, sind kostengünstig in der Anschaffung und Wartung, erfüllen das GEG, können einen Beitrag zum Netto-Null-Emissionsziel leisten und ökologisch betrieben werden. Höhere Energiekosten können mit einer hauseigenen Photovoltaikanlage nachhaltig gesenkt werden.
Vorteile:
- Heizen mit 100 % erneuerbaren Energiequellen möglich
- 100% GEG-konform für Alt- und Neubau
- preiswerte Geräte
- preiswerte Heizung bei Einsatz von eigenem PV-Strom
- keine Staubaufwirbelung
- keine Zugluft
- schnelle Reaktionszeit
- gute Wärmeübertragung
- einfache Installation
- Zonenbeheizung möglich
- hohe Effizienz, Strom wird fast vollständig in Wärme umgewandelt
- einfache und preiswerte Wartung
Nachteile:
- höhere Energiekosten als Erdgas-betriebene Systeme
- Geräte mit hoher IR-A Strahlung gesundheitsbedenklich (Augen)
- erst wenige industrietaugliche Geräte auf dem Markt
- wenige deutsche Hersteller
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