Infrarot-Heizungen: Effiziente Wärme aus Strom

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Die Erzeugung von Wärme spielt im Haushalt eine zentrale Rolle. Etwa 70 Prozent der Energie werden allein für Raumwärme aufgewendet. Infrarotheizungen bieten eine nahezu überall einsetzbare Möglichkeit, aus Strom Wärme zu gewinnen. Besonders umweltfreundlich und günstig arbeiten die Infrarotstrahler beim Einsatz von sauberem Strom aus der PV-Anlage. Es müssen auch keine Brennstoffe vorgehalten werden und es entstehen keine Verbrennungsprodukte (wie CO2). Zudem kommen Infrarot-Heizungen ganz ohne Rohrleitungen aus und sind daher einfach und preiswert zu installieren.  

Infrarotheizungen bieten im Rahmen der Umstellung auf eine CO2-arme Wärmeerzeugung eine Möglichkeit, ohne große Investitionen deutlich sauberer als mit jeder fossilen Alternative zu heizen. Das gilt grundsätzlich, wenn die mit Strom betriebenen, möglichst großflächigen Heizpaneele aus sauberer und erneuerbarer Quelle versorgt werden, das heißt mittels (eigener) PV-Anlage, Windkraft oder Ökostrom vom regionalen Anbieter.  

Aber auch ohne diese Einschränkung kann sich der Einsatz zumindest finanziell lohnen. Eine Infrarot-Heizung ermöglicht die punktuelle Heizung ohne große Verluste, wenn – und das mag bei Altbauten ein Gegenargument zum Heizen mit Infrarot-Technologie sein – die Gebäudehülle ausreichend gedämmt ist.  

Wie bei vielen Heizsystemen sind die Kosten der Infrarotheizung von zahlreichen Faktoren abhängig: Beschaffenheit und Größe des zu beheizenden Raums, Kosten für den Energieträger, Dämmung des Hauses und vieles mehr. Pauschale Aussagen zu treffen, fällt daher schwer, zumal der Markt noch dynamisch ist und sich Preise ändern. 

Kosten für Kauf und Installation 

Die Preise für ein Heizpaneel beginnen aktuell bei ca. 80 €, noch oben hin können es mehrere Hundert Euro sein. Bei Preisvergleichen sollte vor allem darauf geachtet werden, dass die Heizleistung der Paneele über ein Thermostat gesteuert werden kann und ob dieses im Preis für die IR-Heizung enthalten ist.  

Zur Anschaffung kommt hinzu, dass die Infrarot-Paneele an der Decke oder der Wand befestigt werden müssen. Wer sich das nicht selbst zutraut, braucht einen Handwerker oder die Hilfe von Freunden. Nicht nur ökonomisch relevant ist auch die Frage, woher der zum Heizen mit Infrarot benötigte Strom kommt und was er kostet.  

Kosten für den Betrieb der Infrarotheizung 

Das Gute an der Infrarot-Heizungstechnik ist, dass das System mit sehr geringen Investitionen in der Praxis getestet werden kann. Einfach ein Heizpaneel kaufen, an die Wand schrauben und in die 220V-Steckdose einstecken. Wer seinen Stromverbrauch mit einer App trackt und die von der Heizung „verbrauchten“ kWh mit dem Strompreis multipliziert, kennt sofort die laufenden Kosten für seine Infrarotheizung. Transparenter geht es kaum.   

Lohnt sich eine Infrarotheizung finanziell für mich? 

Wer eine genauere Antwort auf dies Frage sucht, ob sich eine Infrarotheizung lohnt, der muss neben den Betriebskosten die individuellen Investitionskosten (Kauf + Installation) sowie die zu erwartenden Wartungs- und Reparaturkosten für die Heizung über die gesamte Lebensdauer in Betracht ziehen.  

Ganz allgemein schneidet die Infrarotheizung im Vergleich zu vielen Alternativen hier sehr gut ab. Dafür sprechen:  

• die geringen Kosten für Kauf und Installation, 
• eine Lebensdauer von meist deutlich über zehn Jahren und 
• der nahezu wartungsfreie Betrieb. 

Ein kleines Bespiel kann das verdeutlichen:  

Kaufpreis: 300 € 

Installation: 50 € 

Wartung: 50 € (10 Jahre * 5 €) 

SUMME: 400 €  

Entspricht bei 10 Jahren Lebensdauer jährlichen Kosten von 40 € – keine allzu große Summe, die jedoch zu vorschnellen Schlüssen führen kann. Der Kostenvergleich für das Beheizen eines Raumes mit einem Gesamtheizsystem ist nicht zielführend. Um Vergleiche mit einer Gas- oder Ölheizung ziehen zu können, ist eine Umstellung des gesamten Haushaltes auf Infrarot Voraussetzung und ob das sinnvoll ist, bleibt zumindest fraglich.  

Um tiefer in das Thema einzusteigen, sei das Dokument "Messtechnischer Vergleich des Heizungsenergieverbrauchs eines konventionell beheizten Einfamilienhauses mit einem Gebäude mit Infrarotheizung" (pdf) zu empfehlen. 

Aus der Erfahrung lässt sich aber sagen: Für einzelne Räume, die wie das Badezimmer nur zeitweilig genutzt werden, ist eine Infrarotheizung eine praktikable Lösung. Das Heizsystem des gesamten Hauses auf Infrarot umzustellen, muss zumindest gut kalkuliert werden. Dabei gilt es, zusätzliche Investitionen wie die eventuell erforderliche Erneuerung des Hausnetzes für die Stromversorgung nicht zu vergessen.  

Gegen das vollständig IR-beheizte Haus lassen sich relativ hohe Betriebskosten ins Feld führen. Wer das vermeiden will, darf den Stromverbrauch nicht aus den Augen verlieren. Noch besser ist es, den Strom kostengünstig selbst zu produzieren, zum Beispiel mit einer Solaranlage auf dem Dach. 

Infrarot ist wie das sichtbare Licht eine elektromagnetische Strahlung, allerdings mit größeren Wellenlängen. Während das Auge Strahlung mit Wellenlängen zwischen ca. 400 (blau) und 780 nm* (rot) wahrnehmen kann, ist die IR-Strahlung mit Wellenlängen von 780 nm bis 1mm für uns unsichtbar.  

Unterschieden wird zwischen der kurzwelligen IR-A-Strahlung (780 bis 1.400 nm), der IR-B-Strahlung (1.400 bis 3.000 nm) und der langwelligen IR-C-Strahlung (3.000 mm bis 1 mm). Umso größer die Wellenlänge ist, umso geringer ist die Eindringtiefe der Strahlung. Während IR-C vorrangig an der Oberfläche wirksam wird, kann IR-A auch die Netzhaut oder das Fettgewebe im Körper erreichen. 

Alle warmen Körper (mit einer Temperatur über 0 K) geben Infrarotstrahlung ab. Die abgegebene Energiemenge und die Wellenlänge der Strahlung hängen von der Temperatur des strahlenden Körpers ab. Die Sonne mit einer Oberflächentemperatur von 5.000 K ist der wichtigste IR-Strahler – 50 % der Sonnenstrahlung sind IR-Strahlung.  

1 nm (Nanometer) = 1 * 10⁻⁹ m = ein Milliardstel Meter 

Wie wirkt Infrarotstrahlung? 

Auch wenn wir Infrarotstrahlung nicht sehen, spüren wir sie als Wärme. Durch die energiereiche Strahlung werden Moleküle in Schwingungen versetzt, der bestrahlte Körper erwärmt sich und gibt bei einem Temperaturgefälle zur Umgebung seinerseits die Wärme wieder ab. Das gilt für Wand, Tisch, Stuhl oder Teppich genauso wie für unseren eigenen Körper. Und wie alle Oberflächen strahlt auch unser Körper die Wärme wieder ab und wirkt so selbst als Raumheizung.  

Ein Vorteil der Infrarotheizung liegt darin, dass die Luft zwischen Strahler und Oberfläche – anders als bei vielen herkömmlichen Heizsystemen – nicht erwärmt wird. Zum Heizen muss daher weniger Energie eingesetzt werden. Und das direkte Aufheizen von Oberflächen hat eine geringere Luftbewegung zur Folge. 

Infrarotheizungen arbeiten im Allgemeinen mit langwelliger IR-C-Strahlung. Die Geräte eignen sich allerdings nicht für den Außeneinsatz, anders als die z.B. die aus der Gastronomie bekannten Infrarotstrahler. Diese verwenden vor allem kurzwellige Infrarot A-Strahlung, die auch bei starkem Wind zuverlässig Wärme spendet. Allerdings weist IR-A eine größere Eindringtiefe auf, weshalb es vermieden werden sollte, sich langfristig der Strahlung auszusetzen. 

Infrarot-Heizungen sind in der Regel flache „Platten“ oder Paneele und bestehen im Wesentlichen aus vier Schichten: 

• Frontplatte: Das Material muss ein guter Strahler sein, also viel Wärme abgeben. Hier kommen z.B. keramische Schichten oder spezielle Stähle zum Einsatz. Die Oberfläche ist in der Regel weiß, aber es gibt auch IR-Heizkörper mit einer Spiegeloberfläche oder mit Bildern bedruckte Paneele. 
• Mittlere Schicht / Heizschicht: In dieser Schicht befindet sich ein Heizdraht aus Carbon- oder Silikon-Fasern der großflächig in Schlangenlinien verlegt und in einen temperaturstabilen Träger (z.B. Epoxidharz oder Polycarbonat) eingebettet ist.  
• Reflektor: Hier kommen Materialien zum Einsatz, die möglichst wenig Strahlung abgeben, sondern diese gut reflektieren. Als Reflektor finden z.B. Edelstahl oder beschichtetes Aluminium Verwendung. Die Rückseitentemperatur bleibt dadurch gering, was eine sichere Montage erlaubt. 
• Rückseite: Diese besteht aus einem robusten, ebenfalls reflektierenden Material, an dem die Halterung der Infrarotheizung angebracht ist.  

Daneben können Infrarotheizungen noch weitere Materialschichten zwischen Heizschicht und Frontplatte oder Rückseite enthalten, die die Abstrahlung bzw. die Reflektion verstärken.  

Aus Gründen der Sicherheit sollen Infrarotheizungen zudem einen Überhitzungsschutz besitzen, der den Heizkörper abschaltet, bevor es zu gefährlich hohen Temperaturen kommen kann. 

Zur Inbetriebnahme wird die Infrarotheizung direkt an eine 220V-Steckdose angeschlossen, sie kann aber auch direkt mit dem Hausstromnetz verbunden werden. Diesen Anschluss sollte allerdings ein Elektriker / eine Elektrikerin vornehmen.  

Gesteuert werden die Infrarotheizungen über passende Thermostat-Systeme (häufig Funkthermostate), mit denen sich nicht nur die gewünschte Temperatur, sondern auch individuelle Heizprogramme einstellen lassen.  

Infrarotheizungen können selbstverständlich über entsprechende Schnittstellen auch in das Smart Home eingebunden werden. Dadurch lassen sich Heizvorgänge automatisieren und ganz an persönliche Bedürfnisse und Vorlieben anpassen. 

Infrarotheizungen gibt es in zahlreichen Ausführungen, die sich in Design, Anwendung und Funktionsweise unterscheiden. Die wichtigsten sind Flachheizpaneele, oft mit einer glatten Oberfläche aus Keramik, Glas, Metall oder Kunststoff, die vor allem zur Wand- oder Deckenmontage in Wohnräumen, Büros oder Badezimmern eingesetzt werden. Oft sind die Flachheizpaneele weiß, können aber auch farbig oder bedruckt ausgeführt sein. 

Daneben werden im Handel noch 

• Spiegelheizungen 
• Glasheizungen 
• Heizstrahler (für den Außenbereich) 
• Bildheizungen (Heizpaneele, die wie gerahmte Bilder wirken) 
• Fußleistenheizungen 
• tragbare Infrarotheizungen sowie  
• Hybrid-Infrarotheizungen (z.B. Infrarot-Konvektor, Kombination mit Heizlüftern oder Infrarot mit Wärmespeicher) 

angeboten.  

In Wohnräumen werden vor allem Infrarotheizungen für die Decken- oder Wandmontage eingesetzt, gelegentlich auch mobile Standgeräte. Bei der Montage bzw. Aufstellung ist zu beachten, dass die Heizpaneele einen Abstand von 3 bis 4 Metern zum zu beheizenden Objekt einhalten sollten, mindestens aber 50 Zentimeter. Genau Angaben sind der Anleitung des Herstellers zu entnehmen.  

Bei herkömmlichen Heizungen, die auch als Konvektionsheizungen bezeichnet werden, wird der Großteil der Wärme vom Heizkörper auf die Raumluft übertragen. Die erwärmte Luft steigt nach oben (Konvektion) und das führt dazu, dass kühle Raumluft von unten nachströmt. Auf diese Weise entsteht eine Luftzirkulation im Raum. Um eine bestimmte Temperatur zu erreichen, muss die Raumluft als Wärmeträger also möglichst vollständig erwärmt werden.  

Die Strahlungswärme eines Infrarot-Strahlers durchquert die Luft hingegen annähernd verlustfrei und erwärmt die Oberfläche der bestrahlten Körper direkt. Diese geben die Wärme dann durch Wärmestrahlung und Wärmeleitung wieder ab.  

Hinweis: Eine Konvektionsheizung gibt immer auch Wärmestrahlung ab, so wie eine Strahlungsheizung für die Erwärmung der Raumluft durch Konvektion sorgt. Der überwiegende Anteil der Wärmeabgabe entscheidet, welcher Art die Heizung zugeordnet wird.  

Eine direktelektrische Heizung erwärmt die Raumluft z.B. über eine sich erhitzende Drahtwendel. Während sie dabei den Strom etwa gleich effizient in Wärme umwandelt, ist die Infrarotheizung zwischen 20 und 40 % effizienter – zum einen, weil sie die Raumluft nicht erwärmen muss, zum anderen, weil die mit IR erzeugte Wärme bei 2 bis 3°C niedrigeren Temperaturen bereits als angenehm empfunden wird.  

Bei typischen Konvektionsheizungen wie mit Warmwasser beheizten Heizkörpern kann der Unterschied noch größer sein, da die Umwandlung des Energieträgers (z.B. Gas) in Wärme und die Übertragung auf das Heizmedium (Wasser) mit zusätzlichen Verlusten behaftet sind. 

Ein weiterer Vorteil der Infrarotheizung ist, dass die Paneele einfach und ohne großen Aufwand installiert werden können. Dafür sind nur freie Wandflächen und ein elektrischer Anschluss in der Nähe erforderlich, kein Wand- oder Fußbodendurchbruch.  

Wie bei anderen Heizungen auch, ist bei der Infrarotheizung ein Abstand zu brennbaren Materialien wie Vorhängen, Möbeln oder Holzoberflächen erforderlich. Seitlich sollten 20 bis 50 cm eingehalten werden, frontal 80 bis 100 cm. Die Sicherheitsanforderungen in der Bedienungsanleitung sind hier unbedingt zu beachten.  

Infrarotheizungen sind vor allem für Räume geeignet, die nicht dauerhaft genutzt werden und bei denen eine schnelle Erwärmung gewünscht wird. Das trifft z.B. für Badezimmer zu, in denen man sich nicht lange aufhält, aber schnell Behaglichkeit herstellen will.  

Für den Dauerbetreib sind IR-Heizungen aufgrund des relativ hohen Stromverbrauchs und der damit einhergehenden Heizkosten eher ungeeignet. Bei schlechter Isolierung genügt die Strahlungswärme zudem oft nicht, um eine gleichmäßige Temperatur im Raum zu halten.  

Infrarotstrahlung überträgt Energie. Sehr hohe Dosen führen selbstverständlich zu Wärmebelastungen. Werden jedoch die vorschriftsmäßigen Abstände eingehalten, können sich brennbare Materialen wie Papier oder Holz nicht entzünden. Auch körperliche Schäden sind nur in Ausnahmefällen zu erwarten, wenn Lebewesen über eine lange Zeit sehr hohen Strahlungen ausgesetzt sind. Allerdings ist es wenig wahrscheinlich, dass das geschieht, da die Hitze schon vor dem Auftreten von Verbrennungen als unangenehm empfunden und der Hitze ausgewichen wird.  

Tatsächliche Gefahr geht jedoch von der Oberfläche der Infrarotheizung aus. Im Betrieb wird die schnell zwischen 80 und 120 Grad heiß. Direkte Berührungen sollten deshalb vermieden werden, da diese zu Verbrennungen führen.  

Um diese Frage zu beantworten, müssen die Bereiche Herstellung und Betrieb untersucht werden. In der Herstellung schneiden Infrarotheizungen aufgrund ihres einfachen Aufbaus oft besser ab als komplexere Systeme wie fossile Heizungen oder Wärmepumpen. Sie bestehen zu einem großen Teil aus Aluminium, Stahl oder Glas. Diese Materialien sind relativ langlebig, die Herstellung von Aluminium ist jedoch energieintensiv. 

Als Heizelemente werden häufig Karbonfasern oder Metalllegierungen verwendet. Insbesondere Karbonfasern haben eine gute Umweltbilanz, da sie langlebig und recyclingfähig sind. Als Isolationsmaterialien kommen immer wieder synthetischen Materialien zum Einsatz, die umweltbelastend sein können. 

Beim Transport punkten Infrarotheizungen mit ihrer Kompaktheit und einem geringen Gewicht und auch hinsichtlich Lebensdauer (10–20 Jahre oder mehr) und kaum notwendiger Wartung zeichnen sie sich durch einen geringen Ressourcenverbrauch aus. Zudem sind viele Bestandteile wie Aluminium und Stahl gut recycelbar. Kunststoffteile oder Verbundwerkstoffe können jedoch problematisch sein. 

Die Umweltfreundlichkeit im Betrieb ist wesentlich vom eingesetzten Strom abhängig – analog zur Wärmepumpe. Ums sauberer der Strom ist, umso umweltfreundlicher ist auch die Heizung. Hier empfiehlt sich insbesondere die Nutzung von selbst gewonnenem PV-Strom, was sich auch positiv auf die Heizkosten auswirkt. 

Infrarotheizungen sind in vielen Bereichen einsetzbare, sehr effiziente Heizungen. Die Heizkörper sind kostengünstig und auch von Hobby-Handwerkern mit wenig Aufwand zu installieren. Betriebskosten und Umweltfreundlichkeit von Infrarotheizungen sind wesentlich vom eingesetzten Strom abhängig.  

Die IR-Flächenheizung kann immer dann ihre Vorzüge ausspielen, wenn schnell Wärme und Behaglichkeit hergestellt werden sollen. Der Einsatz als alleinige Heizung im Dauerbetrieb muss genau kalkuliert werden, da die Wärmerzeugung mittels Infrarot hohe Stromkosten zur Folge haben kann.