Die Mehrheit der nordamerikanischen Haushalte ist auf einen Zentralofen angewiesen, um Wärme zu liefern. In einem Ofen wird erwärmte Luft durch Kanäle geblasen, die die warme Luft über Luftregister oder Grills in die Räume des Hauses befördern. Diese Art von Heizsystem wird als Abluft-Warmluft- oder Zwangs-Warmluft-Verteilungssystem bezeichnet. Es kann mit Strom, Erdgas oder Heizöl betrieben werden.

In einem Gas- oder Ölofen wird der Brennstoff mit Luft vermischt und verbrannt. Die Flammen heizen einen Metallwärmetauscher, in dem die Wärme an Luft abgegeben wird. Luft wird vom Ofenlüfter des „Luftbehandlungsgeräts“ durch den Wärmetauscher gedrückt und anschließend stromabwärts des Wärmetauschers durch die Rohrleitung gedrückt. Am Ofen werden Verbrennungsprodukte durch ein Rauchrohr aus dem Gebäude abgelassen. Ältere “atmosphärische” Öfen entlüfteten direkt in die Atmosphäre und verschwendeten etwa 30% der Brennstoffenergie, um die Abgase so heiß zu halten, dass sie sicher durch den Schornstein steigen. Aktuelle Öfen mit minimalem Wirkungsgrad reduzieren diesen Abfall erheblich, indem sie mithilfe eines „Induktionsgebläses“ die Abgase durch den Wärmetauscher ziehen und Zugluft in den Kamin einleiten. „Kondensationsöfen“ sind so konzipiert, dass sie einen Großteil dieser entweichenden Wärme zurückgewinnen, indem sie Abgase weit unter 140 ° F abkühlen. wo Wasserdampf im Abgas zu Wasser kondensiert. Dies ist das Hauptmerkmal eines Hocheffizienzofens (oder Kessels). Diese lüften typischerweise durch eine Seitenwand mit einem Kunststoffrohr.

Das US-Energieministerium entwickelt derzeit neue Ofennormen, die im Frühjahr 2016 fertiggestellt werden sollen. Die aktuellen Ofennormen wurden seit 1987 nicht mehr aktualisiert.

Die Steuerungen der Heizungsanlage regeln, wann die verschiedenen Komponenten der Heizungsanlage ein- und ausgeschaltet werden. Die wichtigste Steuerung von Ihrem Standpunkt aus ist der Thermostat, der das System – oder zumindest das Verteilungssystem – ein- und ausschaltet, um Ihnen den Aufenthalt so angenehm wie möglich zu gestalten. Ein typisches Druckluftsystem hat einen einzelnen Thermostat. Es gibt jedoch auch andere interne Steuerungen in einem Heizungssystem, wie z. B. „obere Endschalter“, die Teil eines unsichtbaren, aber kritischen Satzes von Sicherheitssteuerungen sind.

Die besten Gasöfen und Kessel von heute haben Wirkungsgrade von über 90%

Der Wirkungsgrad eines Ofens oder eines Kessels für fossile Brennstoffe ist ein Maß für die Menge der pro Energieeinheit (Brennstoff) erzeugten Nutzwärme. Der Wirkungsgrad der Verbrennung ist die einfachste Maßnahme. Es ist nur die Effizienz des Systems, während es läuft. Die Verbrennungseffizienz ist wie die Meilen pro Gallone, die Ihr Auto auf der Autobahn mit 55 Meilen pro Stunde zurücklegt.

In den USA wird der Wirkungsgrad des Ofens durch den Mindest-AFUE (Annual Fuel Utilization Efficiency) geregelt. AFUE schätzt die jahreszeitbedingte Effizienz sowie den Durchschnitt der Spitzen- und Teillastsituationen. AFUE berücksichtigt Anlauf-, Abkühl- und andere Betriebsverluste, die unter realen Betriebsbedingungen auftreten, und enthält eine Schätzung des Stromverbrauchs von Klimagerät, Induktionsgebläse und Steuerung. AFUE ist wie Ihre Autostrecke zwischen den Tankvorgängen, einschließlich Autobahnfahrt und Stop-and-Go-Verkehr. Je höher der AFUE, desto effizienter ist der Ofen oder Kessel.

Kessel

Kessel sind spezielle Warmwasserbereiter. Während Öfen Wärme in warmer Luft transportieren, verteilen Kesselanlagen die Wärme in heißem Wasser, das Wärme abgibt, wenn es durch Heizkörper oder andere Geräte in Räumen im ganzen Haus geleitet wird. Das kühlere Wasser kehrt dann zum Kessel zurück, um erneut erwärmt zu werden. Heißwassersysteme werden häufig als hydraulische Systeme bezeichnet. Wohnkessel verwenden in der Regel Erdgas oder Heizöl als Brennstoff.

In Dampfkesseln, die heutzutage in Privathaushalten viel seltener sind, wird das Wasser gekocht und der Dampf transportiert Wärme durch das Haus und kondensiert beim Abkühlen in den Heizkörpern zu Wasser. Öl und Erdgas werden üblicherweise verwendet.

Anstelle eines Ventilators und eines Kanalsystems verwendet ein Kessel eine Pumpe, um heißes Wasser durch Rohre zu Heizkörpern zu zirkulieren. Einige Warmwassersysteme zirkulieren Wasser durch Kunststoffschläuche im Boden, ein System, das als Fußbodenstrahlheizung bezeichnet wird (siehe „Heizung nach dem neuesten Stand der Technik“). Wichtige Kesselsteuerungen umfassen Thermostate, Aquastate und Ventile, die die Zirkulation und die Wassertemperatur regulieren. Obwohl die Kosten nicht unbedeutend sind, ist es im Allgemeinen viel einfacher, Zonenthermostate und -steuerungen für einzelne Räume mit einem hydraulischen System als mit Druckluft zu installieren. Einige Steuerungen sind Standardfunktionen in neuen Kesseln, während andere hinzugefügt werden können, um Energie zu sparen (siehe Abschnitt „Änderungen durch Heizsystemtechniker “ auf der Seite zur Wartung der Heizung ).

Wie bei Öfen sind gasbefeuerte Brennwertkessel relativ häufig und wesentlich effizienter als nicht kondensierende Kessel (es sei denn, es werden sehr ausgefeilte Steuerungen eingesetzt). Mit Öl befeuerte Brennwertkessel sind in den USA aus mehreren Gründen ungewöhnlich, die mit einem niedrigeren Latentwärmepotential und einem größeren Verschmutzungspotential mit herkömmlichem Heizöl zusammenhängen.

Wärmepumpen

Wärmepumpen sind nur Zweiwege-Klimaanlagen (siehe ausführliche Beschreibung im Abschnitt Kühlsysteme ). Während des Sommers arbeitet eine Klimaanlage, indem sie Wärme von den relativ kühlen Innenräumen zu den relativ warmen Außenräumen transportiert. Im Winter kehrt die Wärmepumpe diesen Trick um, indem sie mithilfe eines elektrischen Systems Wärme aus der Kälte im Freien abführt und diese Wärme in das Haus abgibt. Fast alle Wärmepumpen verwenden Warmluftzufuhrsysteme, um erwärmte Luft im ganzen Haus zu bewegen.

Eine Erdwärmepumpe heizt und kühlt in jedem Klima, indem sie Wärme mit dem Boden austauscht, der eine konstantere Temperatur aufweist.

Es gibt zwei relativ häufige Arten von Wärmepumpen. Luftwärmepumpen nutzen im Winter die Außenluft als Wärmequelle und im Sommer den Kühlkörper. Erdwärmepumpen (auch Geothermie, GeoExchange oder GX genannt) beziehen ihre Wärme aus dem Untergrund, wo die Temperaturen das ganze Jahr über konstanter sind. Luftwärmepumpen sind weitaus häufiger als Erdwärmepumpen, da sie billiger und einfacher zu installieren sind. Erdwärmepumpen sind jedoch wesentlich effizienter und werden häufig von Verbrauchern gewählt, die vorhaben, längere Zeit im selben Haus zu bleiben, oder die ein starkes Bedürfnis nach einem nachhaltigeren Leben haben. Wie Sie feststellen können, ob eine Wärmepumpe in Ihrem Klima sinnvoll ist, erfahren Sie unter „Brennstoffoptionen“.

Während eine Luftwärmepumpe ähnlich wie eine zentrale Klimaanlage installiert ist, müssen Erdwärmepumpen in der Regel in langen, flachen (3–6 ‘tiefen) Gräben oder in einem oder mehreren Gräben eine „Schleife“ in den Boden eingegraben werden mehr vertikale Bohrungen. Welche Methode verwendet wird, hängt von der Erfahrung des Installateurs, der Größe Ihres Grundstücks, dem Untergrund und der Landschaft ab. Alternativ saugen einige Systeme Grundwasser an und leiten es durch den Wärmetauscher, anstatt ein Kältemittel zu verwenden. Das Grundwasser wird dann in den Grundwasserleiter zurückgeführt.

Da Elektrizität in einer Wärmepumpe dazu verwendet wird, Wärme zu bewegen, anstatt sie zu erzeugen, kann die Wärmepumpe mehr Energie liefern, als sie verbraucht. Das Verhältnis von abgegebener Wärmeenergie zu verbrauchter Energie wird als Leistungskoeffizient (COP) bezeichnet. Die typischen Werte liegen zwischen 1,5 und 3,5. Dies ist eine „stationäre“ Kennzahl, die nicht direkt mit dem Leistungsfaktor der Heizsaison (HSPF) vergleichbar ist, einer saisonalen Kennzahl, mit der die Heizleistung von Luftwärmepumpen bewertet werden soll. Die Umrechnung zwischen den Maßnahmen ist nicht einfach, aber Erdwärmepumpen sind in der Regel effizienter als Luftwärmepumpen.

Direkte Wärme

Gasbeheizte Raumheizgeräte

In einigen Gebieten sind gasbefeuerte Direktheizungsanlagen beliebt. Dies schließt Wand-, Stand- und Bodenöfen ein, die sich alle durch fehlende Rohrleitungen und eine relativ geringe Wärmeabgabe auszeichnen. Da sie keine Kanäle haben, eignen sie sich am besten zum Erwärmen eines einzelnen Raums. Wenn mehrere Räume beheizt werden sollen, müssen entweder die Türen zwischen den Räumen offen bleiben oder es ist eine andere Heizmethode erforderlich. Bessere Modelle verwenden „versiegelte Verbrennungsluft“ -Systeme, bei denen Rohre durch die Wand verlegt werden, um sowohl Verbrennungsluft bereitzustellen als auch Verbrennungsprodukte abzuführen. Diese Geräte bieten eine akzeptable Leistung, insbesondere für Kabinen und andere Gebäude, in denen große Temperaturunterschiede zwischen Schlafzimmern und Haupträumen akzeptabel sind. Die Modelle können mit Erdgas oder Propan befeuert werden, und einige Kerosin verbrennen.

Gasheizgeräte ohne Entlüftung: Eine schlechte Idee

Gas- oder Petroleum-Raumheizgeräte, die keine Abluftöffnung haben, werden seit Jahrzehnten verkauft. Wir raten jedoch aus Gesundheits- und Sicherheitsgründen dringend von ihrer Verwendung ab. Von den Herstellern als „entlüftungsfreie“ Gasheizgeräte bekannt, umfassen sie Wand- und Standheizungen sowie offene Gaskamine mit Keramikklötzen, die eigentlich nicht an einen Schornstein angeschlossen sind. Hersteller behaupten, dass die Verbrennungseffizienz der Produkte sehr hoch ist und somit die Sicherheit für die Insassen der Gebäude gewährleistet. Diese Behauptung ist jedoch nur gültig, wenn Sie ein Fenster in der Nähe offen halten, um ausreichend frische Luft zu erhalten – was den Zweck der zusätzlichen Wärme zunichte macht. Zu den Gefahren gehört die Exposition gegenüber Verbrennungsnebenprodukten, wie in Lüftung beschriebenund Sauerstoffmangel (diese Heizungen müssen mit Sauerstoffmangelsensoren ausgestattet sein). Aufgrund dieser Gefahren verbieten mindestens fünf Bundesstaaten (Kalifornien, Minnesota, Massachusetts, Montana und Alaska) die Verwendung in Privathaushalten, und viele Städte in den USA und Kanada haben sie ebenfalls verboten.

Elektrische Raumheizgeräte

Tragbare (steckbare) Elektroheizungen sind günstig in der Anschaffung, aber teuer in der Verwendung. Zu diesen Widerstandsheizungen gehören “ölgefüllte” und “Quarz-Infrarot” -Heizungen. Sie wandeln elektrischen Strom aus der Steckdose direkt in Wärme um, wie einen Toaster oder ein Bügeleisen. Wie weiter unten unter „Auswählen eines neuen Systems“ erläutert, ist viel Strom erforderlich, um die gleiche Menge an Nutzwärme zu liefern, die Erdgas oder Erdöl vor Ort liefern kann. Eine 1.500-Watt-Einsteckheizung benötigt fast die gesamte Kapazität eines 15-Ampere-Abzweigkreises. Wenn Sie also viel zusätzliche Last hinzufügen, wird der Leistungsschalter ausgelöst oder die Sicherung durchgebrannt. Die Kosten für den Betrieb eines 1.500-Watt-Geräts für eine Stunde sind einfach zu berechnen: Sie betragen das 1,5-fache Ihrer Stromkosten in Cent pro Kilowattstunde. Bei landesweiten Durchschnittspreisen – 12 kWh für Elektrizität – würde diese Heizung 18 pro Stunde kosten – und schnell mehr kosten als der Kaufpreis. Andererseits ist es für den intermittierenden Einsatz die „am wenigsten schlechte“ Lösung, wenn Alternativen größere Investitionen erfordern würden, um beispielsweise die Rohrleitungen für einen bestimmten Bereich zu verbessern. Denken Sie daran, dass elektrische Widerstandswärme normalerweise die teuerste Form von Wärme ist und daher nur selten empfohlen wird.

„Elektrische Fußleistenheizung“ ist eine weitere Art der Widerstandsheizung, die einer steckbaren Raumheizung ähnelt, mit der Ausnahme, dass sie fest verdrahtet ist. Es hat zwei Hauptvorteile: Die Installationskosten sind niedrig und es ist einfach, einzelne Raumthermostate zu installieren, damit Sie die Wärme in Räumen, die nicht verwendet werden, reduzieren können. Die Betriebskosten sind, wie bei allen resistiven Systemen, im Allgemeinen sehr hoch, es sei denn, das Haus ist „superisoliert“.

Holz- und Pelletöfen

Holzheizung kann in ländlichen Gebieten sehr sinnvoll sein, wenn Sie gerne Holz stapeln und den Ofen oder Ofen befeuern. Holzpreise sind in der Regel niedriger als Gas, Öl oder Strom. Wenn Sie Ihr eigenes Holz schneiden, können die Einsparungen groß sein. Schadstoffe beim Verbrennen von Holz waren in einigen Teilen des Landes ein Problem, weshalb die US-Umweltschutzbehörde EPA Vorschriften zur Regelung der Schadstoffemissionen von Holzöfen einführte. Infolgedessen brennen neue Modelle ziemlich sauber. Pelletöfen bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber Holzöfen. Sie sind weniger umweltschädlich als Holzöfen und bieten dem Benutzer mehr Komfort, Temperaturkontrolle und Raumluftqualität.

Kamine

Gaskamine (und die meisten Holzkamine) sind im Wesentlichen Teil des Raumdekors und bieten einen warmen Schimmer (und eine Möglichkeit, geheime Dokumente zu entsorgen), sind jedoch normalerweise keine wirksame Wärmequelle. Bei herkömmlichen Installationen, bei denen zur Verbrennung und Verdünnung Luft aus dem Raum in den Kamin gesaugt wird, verliert der Kamin im Allgemeinen mehr Wärme als er liefert, da so viel warme Luft durch das Gerät gesaugt wird und durch kalte Außenluft ersetzt werden muss. Wenn der Kamin andererseits mit einer dicht schließenden Glastür, einer Außenluftquelle und einer guten Schornsteinklappe versehen ist, kann er nützliche Wärme abgeben.

Heizung auf dem neuesten Stand der Technik

Bodenstrahlwärme  bezieht sich im Allgemeinen auf Systeme, die warmes Wasser in Rohren unter dem Boden zirkulieren lassen. Dies erwärmt den Boden, was wiederum die Personen erwärmt, die den Raum nutzen. Es ist in hohem Maße steuerbar, wird von seinen Befürwortern als effizient angesehen und ist teuer in der Installation. Es erfordert auch einen sehr erfahrenen Systemdesigner und Installateur und begrenzt die Auswahl an Teppichen und anderen Bodenbelägen: Sie möchten Ihre Wärmequelle nicht „abdecken“.

Wenden Sie sich an die  Radiant Panel Association

Kanallos, Mini-Split, Multi-Split . Rohrleitungen für Wohnzwecke sind außerhalb Nordamerikas relativ selten. Weit verbreitet sind „kanallose“ Wärmepumpen, die anstelle von Wasser oder Luft Energie über Kältemittelleitungen verteilen. Große Feldversuche im pazifischen Nordwesten deuten darauf hin, dass sie bei kaltem Wetter eine gute Leistung erbringen und beim Ersetzen der elektrischen Widerstandsheizung sehr kostengünstig sind. Wie bei Bodenquellensystemen trägt die relative Unreife des Marktes dazu bei, dass hausinterne Multisplit-Systeme zu Spitzenpreisen angeboten werden.

 In einigen Ländern wird die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) oder die Kraft-Wärme-Kopplung für Häuser ernsthaft untersucht. Die Grundvoraussetzung besteht darin, einen kleinen Generator zu verwenden, um einen Teil des Strombedarfs des Hauses zu decken und die Abwärme (in der Regel mehr als 70% des Heizwerts des Brennstoffs) zurückzugewinnen, um das Haus zu heizen (hydronisch oder von Wasser zu Wasser). luftsysteme) und Warmwasser erzeugen. Diese Systeme sind noch nicht weit verbreitet. Sie haben wahrscheinlich die beste Wirtschaftlichkeit in Häusern mit hohen Heizkosten, da das Haus nicht durchführbar isoliert werden kann, z. B. in Häusern aus massivem Stein oder Ziegeln.