Was ist die beste Hallenheizung?

Checkliste: Anforderungen an eine Hallenheizung

✅ Gebäudeeigenschaften & Hallennutzung: Die Halle und ihr Nutzenprofil bestimmen das Hallenheizsystem wesentlich mit. Handelt es sich um eine Lagerhalle mit einzelnen Arbeitsplätzen? Ist z.B. eine Zonenbeheizung oder Vollbeheizung gewünscht? Wie sieht die Dämmung der Halle aus? Wie hoch ist die Halle? Planen Sie eine bestehende Sanierung oder einen Neubau?

✅ Energieverbrauch: Der Energiebedarf hat einen wesentlichen Einfluss auf die Betriebskosten eines Unternehmens. Die Effizienz der Hallenheizung beeinflusst den Energieverbrauch im direkten Verhältnis. Das Dilemma in der Beurteilung vorab: Es gibt für die verschiedenen Heizungen keine allgemeingültigen Bewertungsansätze. Ein Bespiel: Bei zentralen Heizkesselanlagen klingt eine Effizienz von 108% deutlich besser als bei dezentralen Warmlufterzeugern die Effizienz von 77%. Nach näherer Betrachtung stellt sich aber heraus, dass dezentrale Warmlufterzeuger deutlich geringere Betriebskosten aufweisen können. Hier gilt es genau hinzuschauen: Am besten ist es, den Jahresnutzungsgrad bzw. die ErP-Werte aus der Ökodesign Richtlinie zu vergleichen. Alle Hersteller sind verpflichtet, die Werte offen darzulegen.

✅ Umweltverträglichkeit: CO₂ und NOₓ Ausstöße sind die maßgeblichen Kriterien bei der Umweltbewertung einer Hallenheizung. Da aktuell die CO₂-Steuer die Kosten der Brennstoffe bestimmt, gibt es Anlass, die alte Hallenheizung zu überdenken. Die Investition in ein neues System amortisiert sich in den meisten Fällen binnen kürzester Zeit. Und wer auf Geräte mit niedrigem NOₓ-Ausstoß achtet, bekommt bereits heute schon wichtige Bonuspunkte für eine Gebäudezertifizierung.

✅ Wärmerückgewinnung: Fragen Sie sich, inwieweit es Möglichkeiten gibt, evtl. Prozesswärme in den Heizkreis mit aufzunehmen oder ob die Abgaswärme des Heizsystems (siehe Hybridanlagen) noch genutzt werden kann.

✅ Energieträger: Um das zu beantworten, sollte man zum einen sein grünes Gewissen zum anderen den eigenen Sachverstand nutzen. Während regenerative Energien immer sauber wirken, kämpfen fossile Brennstoffe mit einem Schmuddel-Image. Doch die Wahrheit liegt dazwischen. Während Strom „grün“ bewertet wird, wird dem Strom-Mix tatsächlich ein nicht unerheblicher Anteil von Braunkohle-Strom oder importiertem Nuklearstrom beigefügt. Solarpanels können Strom liefern, wenn die Sonne scheint, Windkraft, wenn der Wind bläst, und noch ist die Speicherung von Strom unwirtschaftlich. So führt an fossilen Brennstoffen wie Erdgas bei Betrachtung der Investitionskosten, Betriebskosten und Liefersicherheit bis jetzt kein Weg vorbei.

✅Technik: Am Markt befindliche Geräte unterscheiden sich mitunter deutlich. Beachtet werden sollte in erster Linie die Geräte Effizienz, die sich aus den einzelnen Gerätekomponenten ableitet. Eine gute Regelung, ein wartungsfreundlicher Aufbau sowie die Möglichkeit auf Brennwertnutzung  sollten in die Beurteilung der Hallenheizung einfließen.

✅ Qualität: Hier gilt der altbekannte Grundsatz: „Wer billig kauft, kauft zwei Mal“. Eine höhere Anfangsinvestition kann sich binnen kürzester Zeit amortisieren. Achten Sie auf das vom Hersteller angebotene Servicenetz sowie dessen Garantieversprechen  und Ersatzteilsicherheit. Erfahrung und Kompetenz zeigt sich bereits in der Ausarbeitung der Planung bzw. Heizlastberechnung. Nutzen Sie die Möglichkeit, Referenzen zu besichtigen und lassen Sie sich die Richtigkeit der Effizienzwerte vom Anbieter bestätigen.

Welche Vor- und Nachteile haben zentrale und dezentrale Hallenheizungen? 

Hallenheizungen lassen sich in zentrale und dezentrale Systeme unterscheiden. Zentrale Systeme haben fast immer einen separaten Heizraum, in dem beispielsweise Gas, Öl, Pellet/Hackschnitzel oder Fernwärme in Wärme umgewandelt wird. Sie arbeiten meist im Pumpen-Warmwasser-Betrieb. In Rohrleitungen wird das erwärmte Wasser dann in den zu beheizenden Raum gepumpt. Dezentrale Systeme dagegen, wandeln die Primärenergie Erdgas oder Öl direkt in dem zu beheizenden Raum in Wärme um. Der Wärmetransport und damit verbundene Wärmeverluste über Rohrleitungen entfallen.

Vorteile zentraler Hallenheizungen:

• Einsatz regenerativer Energien möglich
• unterschiedlicher Brennstoffeinsatz möglich, auch kombinierbar (fossile und biogene)
• kombinierbar mit Wärmebedarf im Bürogebäude

Nachteile zentraler Hallenheizungen:

• Wärmeverluste durch lange Rohrleitungen und räumlicher Trennung
• Wassergeführtes System muss immer frostfrei bleiben
• erhöhter Bedarf von elektrischer Antriebsenergie
• Trägheit bei Aufheiz- und Abkühlvorgängen
• Eingeschränkte Flexibilität bei Raumtemperaturwechsel
• Zonen- bzw. Arbeitsplatzbeheizung nur bedingt darstellbar
• höheres Risiko bei Ausfall, da nur eine Wärmequelle

Vorteile dezentraler Hallenheizungen:

• Wärme auf Knopfdruck
• keine Übertragungsverluste
• passen sich Temperaturschwankungen schnell an (z.B. bei Öffnung von Toren)
• einfache Montage
• eignen sich auch für Sanierungen
• Zonen- und Arbeitsplatzbeheizung möglich
• flexibel bei Nutzungsänderungen der Halle
• müssen nicht frostfrei gehalten werden
• geringeres Ausfallrisiko, da mehrere Wärmequellen zur Verfügung stehen

Nachteile dezentraler Hallenheizungen:

• nur bedingt Einsatz regenerativer Energien möglich (Ausnahme Biogas und Wasserstoff)
• erhöhter Wartungsaufwand, da mehrere Wärmequellen/Brenner

Wir vergleichen nachfolgend verschiedene zentrale und dezentrale Heizsysteme, die als Hallenheizung in Frage kommen. 

Welche Heizsysteme eignen sich für Industriehallen? 

Hallenheizung mit Warmluft 

Warmlufterzeuger nutzen den Wärmeübertrager Luft für die Erwärmung eines Raums. Dabei kann entweder die vorhandene Raumluft oder auch frische, von außen zugeführte Luft verwendet werden. Die Wärmeerzeugung für die Hallenheizung kann sowohl direkt in den Geräten oder an einem zentralen Punkt außerhalb der Geräte erfolgen. Man unterscheidet deshalb in zentrale und dezentrale Warmluftheizungen. 

Zentrale Warmluftgeräte (Lufterhitzer)

Die Wärmeerzeugung erfolgt zentral, meist außerhalb des zu beheizenden Raums. Möglich wäre beispielsweise ein Brennwertkessel, eine Pelletheizung oder die Wärmebereitstellung über Fernwärme. Das erzeugte Warmwasser wird via Rohrleitungen zu den einzelnen, in der Halle verteilten Warmluftgeräten bzw. Ausblasstellen geleitet und von dort über einen Wärmetauscher als warme Luft in die Halle eingeblasen. 

Vorteile:

• relativ preiswerte Einzelgeräte
• wartungsfreundliche Ausblasstellen
• Einsatz regenerativer Energien möglich
• i.d.R. gut zugängliche Brennereinheit

Nachteile:

• System muss frostfrei bleiben
• lange Rohrleitungen zu den Einzelgeräten führen zu systembedingten Wärmeverlusten
• längere Vorlaufzeiten nötig bedingt durch die Trägheit des Systems
• höheres Risiko bei Ausfall, da nur eine Wärmequelle
• Geräuschentwicklung durch Ventilatoren
• Staubaufwirbelung und Zugluft möglich
• physikalisch bedingte Luftschichtung im Raum

Dezentrale Warmlufterzeuger

Die Wärme wird mittels Brenner direkt in den einzelnen Geräten in dem zu beheizenden Raum erzeugt und in die Halle eingeblasen. Der Brenner kann dabei mit Raum- oder Frischluft arbeiten.

Vorteile:

• keine Wärmeverluste auf der Strecke von der Wärmeerzeugung zu dem zu beheizenden Hallenteil
• System ist frostsicher
• relativ kurze Vorlaufzeiten
• geringes Risiko bei Ausfall, da mehrere Brennereinheiten
• Möglichkeit, Frischluft dem Raum zuzuführen

Nachteile:

• bedingter Einsatz von regenerativen Energien möglich (evt. Biogas und Wasserstoff)
• Geräuschentwicklung
• Staubaufwirbelung und Zugluft möglich
• physikalisch bedingte Luftschichtung 

Hallenheizung mit Infrarotwärme

Wärme muss nicht zwingend über warme Luft in die Halle eingebracht werden. Der Wärmeübertrag durch Infrarotstrahlen bringt einige Vorteile mit sich. Dezentrale Infrarotsysteme gehören zu den wirtschaftlichsten Hallenheizungen.

Das Prinzip ist einfach und wird oft mit dem Sonnenbad auf einem Gletscher erklärt. Obwohl die Umgebungstemperatur im Minus-Bereich liegt, ist es in der Sonne warm. Das liegt an der Wärmestrahlung bzw. Infrarotstrahlung der Sonne. Dort, wo die Infrarotstrahlen auf unsere Haut treffen, werden sie in Wärme umgewandelt. Im Schatten dagegen bleibt es kalt.

Infrarotgeräte benötigen kein Trägermedium für die Übertragung der Wärmeenergie. Sie gelangt nahezu verlustfrei vom Gerät zum Gegenstand und verursacht keine Zugerscheinungen. Weil Infrarotstrahler primär die Oberflächen erwärmen, kann die Lufttemperatur durchschnittlich 2–3 °C unter der vom Menschen gefühlten Temperatur liegen, wird aber dennoch als behaglich empfunden. Diese Faktoren wirken sich positiv auf das Raumklima und die Wirtschaftlichkeit der Infrarot Hallenheizungen aus. Je nach System und Anwendungsfall lassen sich bis zu 50 % Energie gegenüber herkömmlichen Heizungssystemen sparen. 

Hellstrahler Systeme

Hellstrahler werden direkt mit Erd- oder Flüssiggas betrieben. An Wand oder Decke installiert, dienen sie der Erwärmung hoher Hallen, Einzelarbeitsplätzen oder Außenbereichen und Stadien. Sie heißen Hellstrahler, weil die Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches durch glühende Keramikplatten sichtbar wird. Die Keramikplatten erreichen eine Oberflächentemperatur von 950 °C und geben deshalb besonders viel Infrarotstrahlung ab. Reflektoren leiten die Strahlung gezielt nach unten in den Aufenthaltsbereich von Mitarbeitern, Kunden oder Zuschauern. Moderne Geräte sind stufenlos regelbar und können sich dem tatsächlichen Wärmebedarf der Halle ideal anpassen. Optional lässt sich diese Form der Hallenheizung mit einem Brennwertmodul ergänzen, um Restwärme (Hybrid-Systeme) aus dem Abgas zu nutzen und noch energiesparender zu arbeiten.

Vorteile:

• besonders effektiv und energiesparend dank hohem Infrarotstrahlung-Anteil
• zukunftssicher, da wasserstofftauglich
• Low-NOₓ-Brennertechnologie
• hohe Wirtschaftlichkeit, da primär keine Luft erwärmt werden muss
• zusätzliche Energieeinsparung, da die Raumtemperatur bei gleicher Behaglichkeit niedriger geregelt werden kann
• schnelle Reaktionszeiten – quasi auf Knopfdruck warm
• keine Staub- bzw. Luftverwirbelung
• Zonen- bzw. Einzelarbeitsplatz-Beheizung möglich
• kein Einfrieren der Anlage möglich
• einfache Montage
• keine direkte Abgasführung
• keine jährliche Schornsteinfegermessung
• Ausfallsicherheit, da mehrere Brennereinheiten
• Außenbeheizung realisierbar 

Nachteile:

• nur bei Hallenhöhen über 4 Meter einsetzbar
• bedingter Einsatz regenerativer Energien (evt. Biogas und Wasserstoff) 

Dunkelstrahler Systeme

Dunkelstrahler erzeugen die Wärme durch Verbrennung eines Sauerstoff-Gas-Gemisches, in geschlossenen Strahlrohren. Sie ist nicht sichtbar, daher der Name Dunkelstrahler. Durch die erzeugten Heißgase wird die Oberfläche der Strahlrohre erhitzt, die die Wärme dann in Form von Infrarotstrahlung abgeben.

Das Strahlungsrohr wird von einem Reflektor abgedeckt, der die Wärmestrahlung in den gewünschten Bereich lenkt. Dunkelstrahler leiten ihre Abgase direkt aus der Halle ab. Moderne Geräte arbeiten mit einem Gas-Luftverbund und können ihre Leistung stufenlos an den tatsächlichen Wärmebedarf anpassen. Das spart Energie und verbessert das Raumklima. Diese Art Dunkelstrahler können bis in den Brennwertbereich geregelt werden.

Dunkelstrahler lassen sich als Hallenheizung bereits in Räumen mit Deckenhöhen von zirka 4 m einsetzen. Ob Werkstatt-, Industrie-, Logistik-, Lager-, Ausstellungs- oder Sporthallen – in fast jedem Einsatzbereich können Dunkelstrahler zum Einsatz kommen.

Vorteile:

• besonders effektiv und energiesparend dank hohem Infrarotstrahlung-Anteil
• Low-NOₓ-Brennertechnologie erhältlich
• hohe Wirtschaftlichkeit, da keine Luft erwärmt werden muss
• zusätzliche Energieeinsparung, da die Raumtemperatur bei gleicher Behaglichkeit niedriger geregelt werden kann
• schnelle Reaktionszeiten
• keine Staub- bzw. Luftverwirbelung
• Zonen- bzw. Einzelarbeitsplatz-Beheizung möglich
• kein Einfrieren der Anlage möglich
• Ausfallsicherheit, da mehrere Brennereinheiten

Nachteile:

• Abgasführung nötig
• jährliche Schornsteinfegermessung notwendig
• nur eingeschränkt in Außenbereichen einsetzbar
• bedingter Einsatz regenerativer Energien (evt. Biogas und Wasserstoff) 

Zentrale Deckenstrahlplatten

Deckenstrahlplatten zählen zu den Infrarotheizungen, werden jedoch zentral mit Warmwasser versorgt. An der Decke installiert, übertragen sie ihre Wärme ebenfalls durch die Abgabe elektromagnetischer Wellen (Infrarotstrahlen). Deckenstrahlplatten auch Warmwasser-Deckenstrahlplatten genannt, werden mit Warmwasser gespeist, das durch Rohre von einem zentralen Kessel kommt. Wie bei den anderen zentralen Systemen unterliegen Deckenstrahlplatten einer Trägheit und können nur bedingt auf schnelle Temperaturwechsel reagieren. 

Vorteile:

• auch für niedrige Hallen einsetzbar
• keine Staubaufwirbelung
• geringe Luftschichtung und Warmluftpolster unter dem Hallendach
• Einsatz regenerative Energien möglich
• Kühlung durch Anschluss von z.B. Wärmepumpe möglich 

Nachteile:

• nur bedingt Arbeitsplatz- bzw. Zonenbeheizung möglich
• lange Rohrleitungen zu den Einzelgeräten führen zu systembedingten Wärmeverlusten
• System muss frostfrei bleiben
• längere Vorlaufzeiten nötig bedingt durch die Trägheit des Systems
• unflexibel bei schnellen Temperaturänderungen der Halle
• höheres Risiko bei Ausfall, da nur eine Wärmequelle
• bauartbedingtes Beschattungsrisiko von Licht und Sprinklern 

Fußbodenheizung als Hallenheizung

Zentrale Fußbodenheizung: Die Funktion der Fußbodenheizung für Industriehallen unterscheidet sich nicht von der, wie wir sie aus dem Wohnungsbereich kennen. Dabei wird Warmwasser durch im Boden eingelassene Verbundrohre geführt und der Boden damit gleichmäßig erwärmt. Das Warmwasser wird in einem zentralen Kessel erzeugt.

Vorteile:

• gleichmäßige Wärmeverteilung über die gesamte Hallenfläche
• auch für niedrige Hallen geeignet
• keine Staubaufwirbelung
• geringe Luftschichtung und Warmluftpolster unter dem Hallendach
• Einsatz regenerative Energien möglich

Nachteile:

• hohe Anschaffungs- bzw. Installationskosten
• bedingt Zonenbeheizung möglich
• unflexibel bei Nutzungsänderung der Halle
• träges System
• Temperaturänderungen nur mit viel Vorlauf regelbar
• frostanfällig
• Bodenbelastbarkeit eingeschränkt
• geringe Ausfallsicherheit, da nur eine Brennereinheit  

Welches ist das effizienteste Hallenheizsystem? 

Fazit: Jede Hallenheizung bringt Vor- und Nachteile mit sich. Der Jahresnutzungsgrad aus der ErP-Richtlinie liefert die beste Vergleichsmöglichkeit für Geräte-Effizienzen. Die Hersteller sind verpflichtet, die Werte offen darzulegen. 

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass zentrale Systeme durch den Einsatz regenerativer Energien ihre Übertrager-Verluste und geringeren Jahresnutzungsgrade kompensieren können – dezentrale Infrarotheizungen punkten durch schnelle Amortisation, hohe Jahresnutzungsgrade und flexible Arbeitsweise.