Eine Warmwasserheizung1 (WWH) ist immer noch die häufigste Art der Zentralheizung in Deutschland. Sie besteht aus einem Wärmeerzeuger2, der das Wasser (hohe spezifische Wärmekapazität) erwärmt und durch Rohrleitungen (Vorlaufleitungen) zu den Heizflächen3 liefert, die die Wärme an die zu beheizenden Räume abgeben. Anschließend fließt das abgekühlte Wasser über die Rücklaufleitungen zurück zum Wärmeerzeuger.

1 andere Bezeichnungen sind Warmwasser-Zentralheizung, Zentralheizung, Pumpen-Warmwasserheizung, Niedertemperaturheizung, Niedrigsttemperaturheizung, Tieftemperaturheizung
2 gusseiserne Gliederkessel, Stahlkessel, Öltherme, Gastherme, Wärmepumpe, BHKW, Kaminofen mit Wassertasche, Solarthermieanlagen mit Pufferspeicher, Brennstoffzelle
3 Radiatoren, Plattenheizkörper, Konvektoren, Rippenrohrheizkörper, Heizleisten, Strahlungsflächen (Fußbodenheizung, Wandflächenheizung, Deckenheizung), Bauteilaktivierung, Wärmetauscher

Bis in die 50er Jahre des letzten Jahrhunderts wurden die Warmwasserheizungen noch als Schwerkraftheizungen mit offenen Ausdehnungsgefäßen gebaut. In den 60er Jahren wurden diese auf geschlossene Systeme mit Membrandruckausdehnungsgefäßen umgebaut bzw. in Neubauten eingesetzt, die nach  DIN EN 12828 (Heizungsanlagen in Gebäuden - Planung von Warmwasser-Heizungsanlagen) geplant und sicherheitstechnisch abgesichert werden.


Quelle: Wilo SE

Pumpen-Warmwasserheizung
In einer Pumpen-Warmwasserheizung (PWWH) werden die Widerstände im Heizwasserkreislauf im Gegensatz zu einer Schwerkraftheizung durch eine Umwälzpumpe überwunden.

Vorteile:

  • Schnelleres Aufheizen
  • Verbesserung der zentralen Regelung
  • Verbesserung der Raumregelung
  • Geringere Systemtemperaturen
  • Geringere Trägheit
  • Leichte Mischung von Vorlauf und Rücklaufwasser
  • Kleinere Rohrquerschnitte
  • Geringere Wärmeverluste infolge leinerer Rohre und niedrigerer Temperaturen
  • Jede Art von Rohrführung möglich (Dachzentrale, Fußbodenheizung)

(Nachteile):

  • Abhängigkeit von der Stromversorgung
  • Höherer Wartungsaufwand Wartung
  • Ständiger Stromverbrauch während der Betriebszeiten

Die Systemtemperaturen können erheblich niedriger geplant werden, da der "wirksame Druck" nicht mehr durch die hohen Temperaturen bzw. Temperaturdifferenzen zur Verfügung gestellt werden muss. Pumpen-Warmwasserheizungen werden als geschlossene Anlagen mit Membrandruckausdehnungsgefäße (MAG) gebaut.

Geschlossene Pumpen-Warmwasserheizung
Ein geschlosenes Fördersystem hat zu dem offenen Fördersystem funktionale Unterschiede. Während es sich bei einem Wasserfördersystem um ein offenes System mit freiem Auslauf (z. B. Zapfstelle in Form einer Auslaufarmatur) handelt, ist eine Heizungs-, Solar- und Kühlanlage ein in sich geschlossenes System.
In einer Heizungsanlage (Einrohrheizung, Zweirohrheizung) wird das Heizungswasser in den Rohrleitungen einfach nur in Bewegung gehalten bzw. umgewälzt. Das Wasser, das durch die Vorläufe zu den Wärmeverbrauchern (Heizflächen, Wärmetauscher) gepumpt wird, strömt in den Rückläufen wieder zum Wärmeerzeuger zurück. Die geodätische Höhe wird nicht berücksichtigt. Die Pumpe muss alle Widerstände des ungünstigsten Heizkreises bzw. Umlaufkreis überwinden. Alle anderen Wärmeverbraucherkreise müssen eingestellt (Hydraulischer Abgleich) werden, weil dort ein zu hoher Pumpendruck ansteht.
Das Heizungssystem besteht aus folgenden Anlagenteilen:

• Wärmeerzeuger
• Verteilungssystem (Vor- und Rücklaufleitungen)
• Sicherheitsventil
• Membrandruckausdehnungsgefäß (MAG) zur Druckhaltung und zum Druckausgleich
• Wärmeverbraucher (Heizflächen, Wärmetauscher)
• Regeleinrichtung (Thermostat-, Misch- und Strangventile)


Quelle: Wilo SE

Sicherheitstechnische Einrichtungen -
Wärmeerzeugungsanlagen nach DIN EN 12828

Wichtige Heizungssysteme in der Übersicht
Heizungssysteme / Heizungsarten

Geschichte der Warmwasserheizung




Umlaufbeschleuniger - Patent Wilhelm Opländer
Quelle: Wilo SE

1716 baute der in England lebende Schwede Marten Trifvald die älteste bekannte Warmwasser-Zentralheizung für ein Treibhaus in Newcastle. Der Wunsch von Fürstenhäusern und Bürgertum, das Haus mit möglichst wenigen Feuerstellen optimal zu beheizen, führte im Verlauf des 18. Jahrhunderts zur Entwicklung der ersten Zentralheizungssysteme. In den nächsten 200 Jahren geht die Entwicklung vorerst in Richtung Dampfheizung.

In Deutschland fand das Heizen mit warmen Wasser erst ab 1850 Verbreitung. Zuerst ließen sich einige Fürsten und wohlhabende Bürger Warmwasserheizungen in ihre Schlösser und Villen einbauen. Die Verteilung der Wärme im Rohrsystem erfolgte im offenen Schwerkraftsystem.

1867 erhielt das Berliner Rathaus eine zentrale Warmwasserheizung. Erste Zentralheizungsfirmen gründeten sich.

1895 erfindet der deutsche Ingenieur Strebel gusseiserne Gussgliederkessel. Dadurch wurde die Entwicklung der Zentralheizung vorangetrieben. Diese Kessel besaßen einen großen Füllschacht für Kohle oder Koks und konnten länger durchbrennen. Die AG "Eisenwerke Hirzenhain & Lollar" unter Firmenchef Hugo Buderus fertigten die Kesselglieder für dieses Gusskessel-Patent. Kurze Zeit darauf wurde im Werk eigene Kesselpatente entwickelt und Guss-Radiatoren hergestellt.

Anfang des 20. Jahrhunderts setzt sich die Warmwasserheizung gegenüber der Dampfheizung durch.

Buderus liefert 1915 Großkessel mit Ölfeuerung und entwickelt in den 1920er Jahren den ersten deutschen Öl-Spezialkessel.

1920 bis 1925 produzieren die Brüder Buderus die ersten Pumpen-Warmwasserheizungen Die ersten Etagenheizungen in Miethäuser entstehen. Die Nachfrage nach Warmwasser- und Niederdruck-Dampfheizungen stieg in dieser Zeit gewaltig. Es wurden immer leistungsstärkere Heizkessel, Heizkörper und Rohrleitungssysteme gewünscht.

Mit der Erfindung des ersten gekapselten Elektromotors durch den schwäbischen Ingenieur Gottlob Bauknecht im Jahre 1926 wurde der Bau eines Umlaufbeschleuniger für Heizungsanlagen durch dessen Freund, dem westfälischen Ingenieur Wilhelm Opländer, möglich. Er entwickelte eine solche Konstruktion, für die er 1929 ein Patent erhielt.

Anfang 1928 baut das Unternehmen Viessmann die ersten Heizkessel aus Stahlblech, die vorerst vorwiegend in Gärtnereien eingebaut werden.

Ab 1953 wurde in Deutschland erstmals die stopfbuchslose Umwälzpumpe Wilo-Perfecta mit Spaltrohr-Motor in Nassläuferbauweise gefertigt (Patent Perfecta). Diese Pumpen waren teilweise über 50 Jahre störungsfrei in Betrieb.

In den 60er Jahren wurden die offenen Schwerkrafheizungen auf geschlossene Systeme mit Pumpe umgebaut bzw. in Neubauten eingesetzt.

1988 Wilo-Star Die erste vollelektronische Heizungsumwälzpumpe.

Der Hersteller Wilo bringt 2001 eine neue Heizungspumpen-Generation (Hocheffizienzpumpe) auf den Markt. Diese benötigt bis zu 80 % weniger Energie gegenüber der bisherigen Pumpen. Das liegt vor allem am Einsatz von EC-Motoren (EC: electronic commutated). Gegenüber der asynchronen Elektromotoren haben sie den Vorteil, dass sie mit Permanentmagneten im Rotor ausgestattet sind und mit synchroner Drehzahl laufen.

Heutzutage ist die Niedertemperaturheizung (Heizkörper 45/35 °C + 35/30 °C), Niedrigsttemperaturheizung (Fußboden-, Wand- und Deckenheizung <40 °C) bzw. Tieftemperaturheizung (Bauteilaktivierung und Fußbodenheizung <30 °C) in Verbindung mit der Brennwerttechnik oder einer Wärmepumpe der Stand der Technik.

In Häuser mit Passivhausstandard kann bzw. ist die Warmwasserheizung überflüssig werden.

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