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Warmlufterzeuger – Bauweise, Funktionen und Besonderheiten

Warmlufterzeuger sind dezentrale Heizungssysteme. Als Energieträger stehen Erdgas und Flüssiggas zur Verfügung, wobei das Gros der Geräte mit Erdgas betrieben wird. Die Versorgung mit Flüssiggas hat hingegen den Vorteil, fern abgelegene Gebäude investitionskostengünstig beheizen zu können.
Luftheizer sind vor allem für das Beheizen, Kühlen und/oder Belüften von großen und hohen Räumen geeignet, denn Luftfeuchtigkeit und Temperatur eines Raumes lassen sich über die Luftzirkulation steuern. Das ist besonders für Fertigungs- und Lagerhallen, Werkstätten, Verkaufsräume, Sporthallen sowie Zelte relevant, wo sich die Raumluft unter der Decke staut und zu hohen Wärmeverlusten über das Dach führt.

Funktionsweise eines Warmlufterzeugers

Warmlufterzeuger bringen Wärme kurzfristig dorthin, wo sie gebraucht wird. Sie können je nach Bauart auch Lüftungsfunktionen übernehmen.
Die Heizleistung wird reguliert über die angesaugte Verbrennungsluft, der im Vormischbrenner die auf ideale Verbrennungswerte abgestimmte Gasmenge beigemischt wird. Über einen Temperaturfühler am Zuluftstutzen erfolgt eine Regulierung der Zuluftmenge.
Es gibt Systeme, die frei ausblasen – über ein Lamellengitter wird die erzeugte warme Luft vom Gerät direkt in den Raum abgegeben. Andere Systeme sind mit einem Kanal oder Rohrsystem versehen und geben an veschiedenen Punkten des Rohrsystems warme Luft ab. Diese Systeme sind vor allem für niedere Hallen geeignet.

Bauweise der Warmlufterzeuger

Im Gehäuse des Warmlufterzeuger ist ein Ventilator mit einem Motor und einem Wärmetauscher eingebaut. Je nach Ausführung des Gerätes wird Umluft, Außenluft oder Mischluft angesaugt. Einige Modelle saugen die kalte Luft über Luftleitungen im Fußbodenbereich an und blasen die warme Luft nach unten aus. So verringert sich die Bildung unterschiedlich warmer Luftschichten im Raum. Bei vielen Modellen ist außerdem der Einbau von Mischklappen und der Anbau von Staubfiltern, Luftkanälen, Klappenmotoren und elektrischen Lufterhitzern möglich.
Es gibt unterschiedliche Modelle der Warmlufterzeuger, z. B.:

  • Warmlufterzeuger mit Axialventilator und Brennwertnutzung
  • Warmlufterzeuger modulierend mit Axialventilator
  • Warmlufterzeuger mit Axialventilator
  • Warmlufterzeuger mit Radialventilator für Kanalanschluss

Direktbefeuert, ein Modell mit Brennwertnutzung, eine Ausführung mit Radial- oder Axialventilator? Nicht jeder Typ eignet sich für alle Einsatzgebiete gleichermaßen.

Die wichtigsten Begriffe bei der Wahl des passenden Warmlufterzeugers:

Direktbefeuerte Warmlufterzeuger

In einem direktbefeuerten Warmlufterzeuger sind in einem Gehäuse ein motorenbetriebener Ventilator, Wärmetauscher sowie ein Gasbrenner eingebaut. Die Ausführung der Geräte erfolgt als Wand- oder Deckenluftgerät. Sie können Räumen auf schnelle Weise Wärme zuführen, haben jedoch den Nachteil, dass sie sowohl eine Brennstoffzufuhr als auch einen Anschluss an den Abgasschornstein benötigen.

Brennwertnutzung

Der zum Einsatz kommende Brennwertkessel nutzt das abgekühlte Abgas in Form der Kondensationswärme des im Rauchgas enthaltenen Wasserdampfes. So verbessert sich der feuerungstechnische Wirkungsgrad, der Effizienzen von über hundert Prozent ermöglicht. Im Gegensatz zur Heizwerttechnik verfügt die Brennwerttechnik über einige Vorteile wie beispielsweise den höheren Normnutzungsgrad.
Da die Abgastemperaturen gering sind, haben viele Modelle einen Ventilator eingebaut, der den sicheren Abzug der Abgase sicherstellt. Im Wärmeübertrager erfolgt eine weitere Abkühlung, sodass die Kondensation einsetzen kann.
Auf dem Weg zum Verbrennungsvorgang wärmt sich im Wärmetauscher gleichzeitig die Frischluft auf, die für den Verbrennungsprozess benötigt wird. So bleibt die Wärmeenergie im System vorhanden und geht nicht mit dem Abgas verloren. Der Wirkungsgrad steigt dabei mit abnehmenden Temperaturen der Frischluft, da dadurch die Abgase stärker abgekühlt werden.

Ventilatoren

Der Ventilator in einem Wärmetauscher hat nicht nur die Aufgabe, das Abgas abzuführen, sondern gleicht zudem die Druckverluste des Kondensationswärmetauschers aus. Zu unterscheiden sind dabei Axial- und Radialventiltoren.

Axialventilator

Axialventilatoren sind die gebräuchlichste Bauform. Die Drehachse läuft dabei parallel zum Luftstrom, die Luft bewegt sich durch das Laufrad wie bei einem Flugzeugpropeller. Ein Vorteil des Axialventilators liegt im hohen Luftdurchsatz bei gleichzeitig geringen Abmessungen; ein Nachteil ist die vergleichsweise geringe Druckerhöhung.

Radialventilator

Kommt es bei gleicher Druckmenge auf eine höhere Druckerhöhung an, sind Radialventilatoren gegenüber den Axialventilatoren im Vorteil. Die Luft wird bei dieser Ausführung parallel zur Antriebsachse angesaugt, durch die Rotation des Laufrades um 90°umgelenkt und radial ausgestoßen. Es gibt dabei verschiedene Bauarten mit Laufrädern, die rückwärtsgekrümmte, gerade und vorwärtsgekrümmte Schaufeln haben.
Entscheidend für die Energieeffizienz ist der Systemwirkungsgrad, der sich aus dem Wirkungsgrad des Ventilators, des Motors und der Steuerungselektronik zusammensetzt. Die Ventilatoren sind sowohl mit als auch ohne Gehäuse erhältlich.

Wärmetauscher

Mithilfe des Wärmeübertragers wird – wie der Name schon sagt – gespeicherte Wärme eines Stoffes auf einen anderen übertragen. Dies erfolgt auf direktem, indirektem oder halbindirektem Weg. Während beim indirekten Weg eine räumliche Trennung durch eine wärmedurchlässige Wand gegeben ist, erfolgt bei der halbindirekten Übertragung eine zeitversetzte Übertragung der Wärme von einem auf das andere Medium. Möglich sind dabei sowohl Medien, die beide gasförmig sind, als auch andere Aggregatzustände aufweisen.

Wärmerückführungssystem

Die unter der Decke aufgestaute warme Raumluft kann entweder über Lüftungsanlagen transportiert, oder aber mithilfe von Deckenventilatoren zurück in den Raum geführt werden – die Wärme gelangt zurück in den Aufenthaltsbereich.

Vorteile der Warmlufterzeuger

Zu den herausragenden Vorteilen der Lufterhitzer gehört, dass keine Heizungsverteilung benötigt und so eine bessere Effizienz des Gesamtsystems erreicht wird. Zudem verfügen Warmlufterzeuger über eine hohe Spitzenlastreserve, wodurch längere Nachtabsenkungen möglich sind. Gleichzeitig kann kurzfristig auf veränderte Rahmenbedingungen wie Sonneneinwirkung reagiert werden.

Weitere Vorteile sind:

  • Nutzung externer Wärmequellen ist möglich
  • zug- und staubfreie Luftverteilung
  • Wärmerückgewinnung senkt Energiebedarf
  • gleichmäßige Raumtemperaturen durch Regulierung der Zuluft
  • direkte Erwärmung der Raumluft ohne zwischengeschalteten Träger
  • schnelle Wärmeerzeugung unabhängig von einer Heizzentrale und einem Wärmeträger