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Wie funktioniert eine Infrarotheizung eigentlich? Anders als ein klassischer Heizkörper gibt sie einen großen Teil ihrer Wärme als Wärmestrahlung an den Raum ab. Diese Strahlung trifft auf Menschen, Möbel, Wände und andere Oberflächen, die Energie aufnehmen und sich dadurch erwärmen.
Das kann sich angenehm anfühlen, weil du die Wärme direkt wahrnehmen kannst. Trotzdem wird am Ende auch die Raumluft wärmer. Eine Infrarotheizung erwärmt also keineswegs ausschließlich Gegenstände und Menschen. Entscheidend ist vielmehr, auf welchem Weg die Wärme zunächst im Raum verteilt wird.
Wie funktioniert eine Infrarotheizung technisch?
Eine Infrarotheizung gehört zu den elektrischen Direktheizungen. Im Inneren des Heizpaneels befindet sich ein elektrisches Heizelement. Fließt Strom durch dieses Element, wird elektrische Energie durch elektrischen Widerstand in Wärme umgewandelt.
Die Wärme gelangt anschließend zur Oberfläche des Heizpaneels. Diese erwärmte Oberfläche gibt Energie an ihre Umgebung ab. Ein wesentlicher Teil davon wird als Infrarotstrahlung übertragen.
Dafür braucht die Heizung weder einen Heizkessel noch Wasserleitungen oder Heizkörperventile. Je nach Ausführung wird sie an einer Wand oder Decke montiert. Mobile Geräte sind ebenfalls erhältlich.
Der grundsätzliche Ablauf lässt sich vereinfacht so darstellen:
- Elektrischer Strom fließt durch das Heizelement.
- Das Heizelement erwärmt das Heizpaneel.
- Die warme Oberfläche gibt Infrarotstrahlung ab.
- Oberflächen und Personen im Strahlungsbereich nehmen einen Teil dieser Energie auf.
- Erwärmte Oberflächen geben wiederum Wärme an ihre Umgebung und an die Raumluft ab.
Die Technik selbst ist damit vergleichsweise einfach. Ob ein Raum damit sinnvoll beheizt werden kann, ist allerdings eine andere Frage. Dafür sind unter anderem Heizleistung, Wärmebedarf des Raums, Gebäudezustand und Position des Heizpaneels wichtig.
Was ist Infrarotstrahlung?
Infrarotstrahlung ist elektromagnetische Strahlung und wird aufgrund ihrer thermischen Wirkung häufig auch als Wärmestrahlung bezeichnet. Das Umweltbundesamt stellt weiterführende Informationen zu Infrarotstrahlung und ihrer Wirkung bereit.
Wärmestrahlung begegnet dir ständig. Jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts sendet elektromagnetische Strahlung aus. Wie stark und in welchem Wellenlängenbereich das geschieht, hängt unter anderem von seiner Temperatur und Oberfläche ab.
Bei einer Infrarotheizung wird dieser physikalische Effekt gezielt zur Wärmeübertragung genutzt. Die erwärmte Oberfläche des Paneels sendet Wärmestrahlung in den Raum.
Trifft diese Strahlung beispielsweise auf eine Wand, einen Tisch oder deinen Körper, kann ein Teil davon absorbiert werden. Die aufgenommene Strahlungsenergie wird dabei in Wärme umgewandelt.
Das ist ein wichtiger Unterschied zur reinen Erwärmung über Luftströmungen.
Wie verteilt sich die Wärme einer Infrarotheizung?
Für die Wärmeübertragung in einem Raum sind vor allem drei Mechanismen interessant: Wärmestrahlung, Konvektion und Wärmeleitung.
Bei einer Infrarotheizung steht die Wärmestrahlung stärker im Vordergrund als bei vielen herkömmlichen Heizkörpern. Das bedeutet jedoch nicht, dass Konvektion überhaupt keine Rolle spielt.
Wärmestrahlung
Die erwärmte Oberfläche des Heizpaneels sendet Infrarotstrahlung aus. Diese breitet sich vom Paneel aus und trifft auf Oberflächen und Personen, die sich in ihrem Strahlungsbereich befinden.
Die Strahlung muss dabei nicht zuerst die Raumluft erwärmen. Deshalb kannst du die Wärme eines Infrarotpanels teilweise bereits wahrnehmen, obwohl die Lufttemperatur im Raum noch nicht stark gestiegen ist.
Wie deutlich dieser Effekt ausfällt, hängt von der Entfernung, der Position des Paneels und den Flächen im Raum ab.
Konvektion
Auch eine Infrarotheizung erwärmt die Luft.
Die Oberfläche des Heizpaneels steht schließlich in Kontakt mit der Umgebungsluft. Die Luft erwärmt sich dort und steigt auf. Zusätzlich geben zuvor durch Strahlung erwärmte Wände, Möbel und andere Oberflächen Wärme an die Raumluft ab.
Deshalb wäre die Aussage falsch, eine Infrarotheizung erwärme überhaupt keine Luft. Der Unterschied zu einem typischen Konvektor liegt vielmehr in der Gewichtung der verschiedenen Wege der Wärmeübertragung.
Wärmeleitung
Wärmeleitung findet innerhalb von Materialien statt. Wird beispielsweise die Oberfläche einer Wand durch Wärmestrahlung erwärmt, kann sich die Wärme innerhalb des Baustoffs weiter ausbreiten.
Für das unmittelbare Wärmegefühl im Raum ist dieser Vorgang weniger auffällig. Physikalisch gehört er aber zum gesamten Wärmetransport dazu.
Warum fühlt sich Infrarotwärme anders an?
Für dein Wärmeempfinden ist die Lufttemperatur nicht der einzige Faktor. Auch die Temperaturen der Oberflächen um dich herum beeinflussen, ob du einen Raum als angenehm warm oder eher kühl empfindest.
Warum sich Strahlungswärme oft anders anfühlt als erwärmte Raumluft, erkläre ich ausführlicher im Beitrag zur Wohlfühlwärme bei Infrarotheizungen.
Genau hier kann die Strahlungswärme einer Infrarotheizung einen spürbaren Unterschied machen.
Befindest du dich im Strahlungsbereich des Paneels, nimmt dein Körper Energie direkt auf. Dadurch kann sich die Wärme schnell bemerkbar machen, obwohl die gesamte Raumluft noch nicht auf die gewünschte Temperatur gebracht wurde.
Das erklärt auch, warum eine Infrarotheizung für bestimmte zeitweise genutzte Bereiche interessant sein kann. Soll beispielsweise ein Arbeitsplatz für einige Stunden angenehm warm sein, kann eine passend positionierte Strahlungsheizung einen anderen Effekt haben als ein Heizsystem, das zunächst große Teile des Raums erwärmen muss.
Daraus folgt allerdings keine automatische Energieeinsparung. Soll ein kompletter Raum dauerhaft auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden, muss auch eine Infrarotheizung dessen Wärmeverluste ausgleichen.
Erwärmt eine Infrarotheizung wirklich nur Gegenstände?
Diese Aussage liest man häufig, sie ist aber zu stark vereinfacht.
Richtig ist: Infrarotstrahlung kann auf Oberflächen treffen und dort absorbiert werden. Die Energie wird dabei in Wärme umgewandelt. Auf diese Weise können unter anderem Wände, Fußböden, Möbel und Personen erwärmt werden.
Die erwärmten Oberflächen stehen jedoch weiterhin im Austausch mit ihrer Umgebung. Sie geben Wärme wieder als Strahlung und durch Kontakt mit der Raumluft ab. Gleichzeitig erwärmt das Heizpaneel selbst die vorbeiströmende Luft.
Das Ergebnis ist ein Zusammenspiel verschiedener Arten der Wärmeübertragung.
Für die Praxis bedeutet das: Eine Infrarotheizung kann eine deutlich wahrnehmbare Strahlungswärme erzeugen. Sie erzeugt aber keine unsichtbare „Wärmeglocke“, die ausschließlich Gegenstände erwärmt und die Raumluft völlig unbeeinflusst lässt.
Infrarotheizung und Konvektor: Wo liegt der Unterschied?
Sowohl eine Infrarotheizung als auch ein elektrischer Konvektor nutzen Strom und wandeln ihn direkt in Wärme um. Der wesentliche Unterschied liegt in der Art, wie diese Wärme anschließend an den Raum abgegeben wird.
| Infrarotheizung | Elektrischer Konvektor |
|---|---|
| hoher Anteil an Wärmestrahlung | Wärmeabgabe überwiegend über erwärmte Luft |
| erwärmt angestrahlte Oberflächen direkt | erwärmt hauptsächlich vorbeiströmende Raumluft |
| Wärme im Strahlungsbereich schnell wahrnehmbar | Raumluft wird direkt erwärmt |
| Position und Ausrichtung besonders wichtig | Luftzirkulation für die Wärmeverteilung wichtig |
| Wand- oder Deckenmontage häufig | häufig Stand-, Wand- oder Mobilgerät |
Wenn du beide Heizsysteme genauer gegenüberstellen möchtest, findest du im Vergleich Infrarotheizung oder Konvektor weitere Unterschiede bei Wärmegefühl, Einsatz und Kosten.
Beide Geräte bleiben elektrische Direktheizungen. Aus der unterschiedlichen Wärmeverteilung folgt deshalb nicht, dass eine Infrarotheizung aus derselben Strommenge grundsätzlich mehr Wärme erzeugt als ein anderer elektrischer Widerstandsheizer.
Der mögliche Vorteil liegt eher darin, wo und wann die erzeugte Wärme benötigt wird.
Wie effizient arbeitet eine Infrarotheizung?
Bei der Bewertung der Effizienz muss zwischen der Umwandlung von Strom in Wärme und dem gesamten Heizsystem unterschieden werden.
Eine elektrische Widerstandsheizung wandelt die aufgenommene elektrische Energie am Gerät nahezu vollständig in Wärme um. Das klingt zunächst sehr effizient. Für die wirtschaftliche und energetische Bewertung eines Heizsystems reicht diese Betrachtung aber nicht aus.
Eine Wärmepumpe arbeitet beispielsweise nach einem anderen Prinzip. Sie nutzt Strom, um zusätzlich Wärme aus der Umgebung auf ein nutzbares Temperaturniveau zu bringen. Dadurch kann sie aus einer Kilowattstunde Strom mehrere Kilowattstunden nutzbare Wärme bereitstellen.
Eine Infrarotheizung kann das nicht. Sie gehört zur elektrischen Direktheizung.
Auch die Strahlungswirkung ändert daran nichts. Sie kann beeinflussen, wie und wo du die Wärme wahrnimmst und wie zielgerichtet geheizt werden kann. Daraus lässt sich aber keine allgemeingültige prozentuale Energie- oder Kostenersparnis ableiten.
Welche Rolle spielt das Thermostat?
Eine Infrarotheizung muss nicht während der gesamten Nutzungszeit ununterbrochen mit voller Leistung laufen. Ein Thermostat kann die Heizung abhängig von der gemessenen Temperatur ein- und ausschalten.
Nehmen wir als einfaches Beispiel ein Heizpaneel mit einer elektrischen Leistung von 800 Watt. Das entspricht 0,8 Kilowatt.
Läuft dieses Paneel tatsächlich eine Stunde durchgehend, beträgt der Stromverbrauch:
0,8 kW × 1 h = 0,8 kWh
Wird das Gerät innerhalb von vier Stunden durch ein Thermostat insgesamt nur zwei Stunden eingeschaltet, ergibt sich:
0,8 kW × 2 h = 1,6 kWh
Die Aufenthaltsdauer von vier Stunden ist also nicht automatisch mit vier Stunden Stromverbrauch bei voller Leistung gleichzusetzen.
Umgekehrt darf man auch keine bestimmte Einschaltdauer als allgemeingültig annehmen. Wie häufig die Heizung nachheizen muss, hängt beispielsweise von Außentemperatur, Dämmung, Raumgröße, Lüftungsverhalten, gewünschter Raumtemperatur und Heizleistung ab.
Das Thermostat macht aus einer 800-Watt-Heizung auch keine 400-Watt-Heizung. Es reduziert bei entsprechendem Wärmebedarf die effektive Laufzeit.
Wie du aus Leistung, Laufzeit und Strompreis den tatsächlichen Verbrauch und die Kosten berechnest, zeige ich ausführlich im Ratgeber zum Stromverbrauch einer Infrarotheizung.
Wie schnell wird ein Raum mit Infrarot warm?
Diese Frage hängt davon ab, was du unter „warm“ verstehst.
Die Strahlungswärme kannst du bei einem aufgeheizten Paneel relativ schnell wahrnehmen, wenn du dich in einem günstig gelegenen Strahlungsbereich befindest. Das bedeutet aber noch nicht, dass der komplette Raum bereits die gewünschte Temperatur erreicht hat.
Wände, Möbel, Fußboden und Raumluft besitzen eine thermische Masse. Um einen ausgekühlten Raum vollständig aufzuheizen, muss Energie zugeführt werden.
Wie lange das dauert, hängt unter anderem ab von:
- der Heizleistung,
- dem tatsächlichen Wärmebedarf,
- der Ausgangstemperatur,
- der Größe und Geometrie des Raums,
- den Außenflächen und Fenstern,
- dem Dämmstandard,
- der gewünschten Raumtemperatur.
Deshalb lässt sich keine allgemeine Aufheizzeit für Infrarotheizungen nennen.
Warum ist die Position der Infrarotheizung wichtig?
Wärmestrahlung breitet sich von der Heizfläche aus. Deshalb sollte ein Infrarotpaneel so angebracht werden, dass die Strahlung möglichst sinnvoll in den genutzten Bereich des Raums gelangt.
Große Hindernisse können ungünstig sein. Wird ein Wandpaneel beispielsweise unmittelbar durch einen hohen Schrank verdeckt, kann es seine Strahlungswirkung nicht sinnvoll im Raum entfalten.
Auch der Abstand zwischen Paneel und Aufenthaltsbereich beeinflusst das Wärmegefühl. Mit zunehmender Entfernung verteilt sich die abgegebene Strahlungsleistung auf eine größere Fläche.
Deckenmontierte Geräte können für manche Räume eine Alternative sein, weil Möbel die Strahlungswege weniger leicht blockieren. Ob Wand oder Decke geeigneter ist, hängt jedoch von Raum, Gerät und vorgesehenem Einsatz ab.
Für Montageabstände, Befestigung und zulässige Einbauorte sind immer die Vorgaben des jeweiligen Herstellers maßgeblich.
Auch die Entscheidung zwischen Wand- und Deckenmontage beeinflusst, welche Bereiche von der Wärmestrahlung erreicht werden.
Für welche Einsatzbereiche eignet sich eine Infrarotheizung?
Technisch lässt sich eine Infrarotheizung in sehr unterschiedlichen Gebäuden einsetzen. Wirtschaftlich und praktisch sinnvoll ist sie deshalb aber noch lange nicht in jeder Situation.
Interessant kann sie vor allem dort sein, wo Wärme zeitlich oder räumlich gezielt benötigt wird.
Mögliche Einsatzbereiche sind beispielsweise:
- selten oder zeitweise genutzte Räume,
- Hobbyräume,
- Arbeitszimmer,
- Gästezimmer,
- einzelne schwer beheizbare Bereiche,
- Räume, in denen keine wassergeführte Heizung vorhanden ist,
- eine gezielte Zusatzheizung zu einem vorhandenen Heizsystem.
Auch als vollständige Raumheizung kann eine Infrarotheizung grundsätzlich eingesetzt werden, sofern die installierte Heizleistung den tatsächlichen Wärmebedarf decken kann.
Gerade bei einer dauerhaften Beheizung größerer Wohnflächen rückt jedoch der Stromverbrauch stärker in den Vordergrund. Eine niedrige Anschaffungssumme allein sagt wenig darüber aus, wie wirtschaftlich die Heizung über viele Jahre arbeitet.
Wie viel Leistung braucht eine Infrarotheizung?
Pauschale Angaben nach dem Muster „X Watt pro Quadratmeter“ sind höchstens grobe Orientierungswerte. Für eine zuverlässige Dimensionierung reichen sie nicht aus.
Zwei Räume mit jeweils 20 Quadratmetern können einen sehr unterschiedlichen Wärmebedarf haben. Ein gut gedämmter Raum innerhalb eines Gebäudes verliert deutlich weniger Wärme als ein schlecht gedämmter Raum mit mehreren Außenwänden und großen Fensterflächen.
Zu den wichtigen Einflussfaktoren gehören:
- energetischer Zustand des Gebäudes,
- Außenwände und angrenzende Räume,
- Fensterflächen und deren Wärmeschutz,
- Raumhöhe und Raumgeometrie,
- gewünschte Innentemperatur,
- klimatische Bedingungen am Standort,
- Lüftung und Luftwechsel,
- vorgesehene Nutzungsdauer.
Soll eine Infrarotheizung als alleinige Heizung dienen, ist der tatsächliche Heizbedarf deshalb wichtiger als eine einfache Rechnung anhand der Wohnfläche.
Eine zu kleine Heizung erreicht an kalten Tagen möglicherweise die gewünschte Raumtemperatur nicht. Eine größere Nennleistung bedeutet umgekehrt nicht automatisch einen entsprechend höheren Jahresverbrauch, weil eine geregelte Heizung bei geringerem Wärmebedarf früher abschalten kann.
Verhindert eine Infrarotheizung Schimmel?
Auch hier ist Vorsicht bei pauschalen Werbeversprechen angebracht.
Wird eine kalte Wandoberfläche erwärmt, kann sich das auf die relative Feuchtigkeit unmittelbar an dieser Oberfläche auswirken. Daraus folgt aber nicht, dass eine Infrarotheizung grundsätzlich Schimmel verhindert oder feuchte Wände saniert.
Schimmel kann unterschiedliche Ursachen haben. Dazu gehören beispielsweise hohe Raumluftfeuchtigkeit, unzureichendes Lüften, Wärmebrücken oder bauliche Feuchteschäden.
Ein Heizpaneel beseitigt solche Ursachen nicht automatisch.
Bei wiederkehrender Feuchtigkeit oder vorhandenem Schimmel sollte deshalb geklärt werden, woher das Problem tatsächlich kommt. Einfach eine Infrarotheizung vor die betroffene Wand zu hängen, kann eine notwendige Ursachenanalyse nicht ersetzen.
Ist Infrarotstrahlung gefährlich?
Die von üblichen Infrarotheizungen abgegebene Wärmestrahlung ist keine ionisierende Strahlung wie beispielsweise Röntgenstrahlung. Sie gehört zum natürlichen Bereich elektromagnetischer Wärmestrahlung.
Für die praktische Sicherheit sind deshalb vor allem die gleichen Punkte wichtig, die auch bei anderen elektrischen Heizgeräten eine Rolle spielen: korrekte Montage, ausreichende Abstände, geeigneter elektrischer Anschluss und die Beachtung der Herstellerangaben.
Die Heizfläche kann im Betrieb heiß werden. Sie sollte daher nicht abgedeckt oder durch ungeeignete Gegenstände verstellt werden.
Besondere Anforderungen gelten, wenn ein Gerät beispielsweise im Badezimmer oder einem anderen Feuchtraum eingesetzt werden soll. Dort müssen Gerät, Schutzart, Montageort und elektrische Installation für den vorgesehenen Bereich geeignet sein. Bei fest angeschlossenen Geräten und erforderlichen Arbeiten an der Elektroinstallation ist eine Elektrofachkraft gefragt.
Wo liegen die Grenzen einer Infrarotheizung?
Die einfache Technik und die direkte Strahlungswärme machen eine Infrarotheizung für bestimmte Anwendungen interessant. Daraus sollte aber keine Universallösung für jedes Gebäude werden.
Die wichtigsten Grenzen ergeben sich aus dem Stromverbrauch und dem Wärmebedarf des Gebäudes.
Ein Raum verliert im Winter ständig Wärme über Außenwände, Fenster, Dach, Boden und Luftaustausch. Diese Verluste muss jedes Heizsystem ausgleichen, wenn die Raumtemperatur gehalten werden soll.
Eine Infrarotheizung kann diese physikalische Bilanz nicht umgehen.
Bei kleinen oder zeitweise genutzten Bereichen kann die gezielte Strahlungswärme praktisch sein. Bei einer dauerhaft beheizten Wohnung mit hohem Wärmebedarf kann der direkte Einsatz von Strom dagegen zu einem erheblichen Energieverbrauch führen.
Ob Infrarot sinnvoll ist, lässt sich deshalb nicht allein anhand der Funktionsweise entscheiden. Entscheidend sind Gebäude, Nutzung, benötigte Heizleistung und die Frage, ob die Infrarotheizung Haupt-, Zusatz- oder gelegentliche Bedarfsheizung sein soll.
Fazit: Infrarotheizungen verteilen Wärme anders
Eine Infrarotheizung wandelt elektrische Energie direkt in Wärme um und gibt einen wesentlichen Teil davon als Wärmestrahlung in den Raum ab. Dadurch werden Personen und Oberflächen im Strahlungsbereich direkt erreicht. Gleichzeitig erwärmen sich über das Heizpaneel und die warmen Oberflächen auch die Raumluft.
Gerade diese Art der Wärmeübertragung macht Infrarotheizungen für gezielt oder zeitweise beheizte Bereiche interessant. Sie macht aus einer elektrischen Direktheizung aber kein Heizsystem, das mit wenig Strom beliebig große Wärmemengen erzeugen kann.
Für die Entscheidung ist deshalb weniger die Frage wichtig, ob Infrarot „effizient“ klingt. Wichtiger ist, wie viel Wärme der betreffende Raum tatsächlich benötigt, wie lange geheizt wird und ob die Strahlungswärme für den geplanten Einsatz einen praktischen Vorteil bietet.
