Warmwasserheizung

Die Räume moderner Häuser werden in der Regel durch eine Warmwasserheizung mit Wärme versorgt. Die erforderliche Wärme wird in einem Heizkessel gewonnen und durch Rohrleitungen zu den Heizkörpern (Bild 1) in den verschiedenen Räumen übertragen. Genutzt werden dabei die hohe spezifische Wärmekapazität von Wasser sowie die Wärmeleitung, die Wärmeströmung und die Wärmestrahlung als die drei Arten der Wärmeübertragung.

Aufbau einer Warmwasserheizung
Eine zentrale Warmwasserheizung (Bild 2), manchmal auch als Dampfheizung oder Zentralheizung bezeichnet, dient der Versorgung aller Zimmer eines Hauses mit Wärme von einer Stelle aus. Die wesentlichen Teile einer solchen Heizungsanlage sind der Heizkessel, der sich meist im Keller befindet, die Rohrleitungen, die Heizkörper und meist auch eine Pumpe. In der Heizungsanlage befindet sich Wasser. Außerdem hat die Heizungsanlage ein Ausgleichsgefäß (Ausdehnungsgefäß), damit die Volumenänderung des Wassers bei Temperaturänderung nicht zu Schäden am Rohrleitungssystem und an den Heizkörpern führt.

Wirkungsweise einer Warmwasserheizung
Im Heizkessel (Bild 2) wird durch Verbrennung von Gas, Öl oder Kohle das Wasser von Zimmertemperatur auf eine Temperatur von ca. 80 °C erwärmt. Mithilfe einer Pumpe wird das Wasser in der Heizungsanlage in Bewegung gesetzt. Dabei wird die Wärme aus dem Heizkessel durch Wärmeströmung des Wassers in die Heizkörper übertragen. Wasser ist aus zwei Gründen besonders gut als Stoff für die Wärmeübertragung geeignet:

• Wasser ist ohne großen Aufwand in ausreichenden Mengen verfügbar.
  
  
• Wasser hat eine besonders große spezifische Wärmekapazität, kann also damit große Mengen an thermischer Energie speichern und transportieren.

In den Heizkörpern wird die Wärme des Wassers durch Wärmeleitung der Metallwände der Heizkörper auf deren Oberfläche übertragen. Von dort wird die Wärme durch Wärmestrahlung an die Umgebung abgegeben. Vor allem die Luft in der Nähe des Heizkörpers wird erwärmt. Warme Luft steigt über dem Heizkörper nach oben. Es entsteht dadurch eine Wärmeströmung der Luft im Zimmer. Diese sorgt neben der Wärmestrahlung für eine Verteilung der Wärme im Zimmer.

Durch die Abgabe von Wärme von den Heizkörpern in den Raum kühlt sich das Wasser in den Heizkörpern ab. Das kühlere Wasser strömt durch die Rohrleitungen zurück zum Heizkessel, in dem es erneut erwärmt wird. Der Kreislauf beginnt von Neuem.

Spezielle Arten von Warmwasserheizung
Größere Wohnblöcke oder Bürogebäude werden häufig mit Fernwärme versorgt, die in einem Heizkraftwerk oder in einem Kraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung bereitgestellt und über Rohrleitungen (Bild 3) zu den einzelnen Gebäuden geleitet wird.
Eine spezielle Bauform sind Fußbodenheizungen. Dabei werden Heizungsrohre schlangenförmig im Fußboden verlegt. Sie übernehmen die Rolle der Heizkörper. Solche Fußbodenheizungen werden mit niedrigeren Wassertemperaturen betrieben als herkömmliche Warmwasserheizungen.