Schwerkraftheizung im Überblick: Effizienz, Kosten und Förderung

Wie funktioniert eine Schwerkraftheizung?

Schwerkraftheizung im Überblick: Effizienz, Kosten und Förderung

In meinem heutigen Beitrag stelle ich euch die Schwerkraftheizung vor. Die Schwerkraftheizung ist ein Heizsystem, welches auf dem physikalischen Schwerkraftprinzip beruht und aufgrund der Dichteänderung von Wasser funktioniert.

Bisher erschienene Artikel zum Thema Wärmeverteilung – Umtriebskraft

Das Prinzip der Schwerkraftheizung

Die Schwerkraftheizung ist ein Heizsystem, welches ohne der Zufuhr von Elektrizität (für beispielsweise Pumpenstrom in einer Pumpenheizung) funktioniert. Es funktioniert allein auf Grundlage der physikalischen Eigenschaften von Wasser.

Das Prinzip der Schwerkraftheizung erklärt sich folgendermaßen: Heizwasser wird im Wärmeerzeuger erhitzt und ändert dadurch seine Dichte.

Das erwärmte Wasser dehnt sich aus und hat bei beispielsweise 90 °C eine relativ geringe Dichte ( ) und ist dadurch leichter.

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Dadurch erhält das Wasser eine sogenannte Auftriebsbewegung und kann aufgrund seiner Leichtigkeit im Vorlauf (Steigestrang) der Heizung emporsteigen.

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Im Verlauf des Heizungssystems gibt das Wasser seine Wärme an die Räume und das Gebäude ab.  Das Wasser kühlt also auf ca. 70 °C ab, wird wieder schwerer und hat eine höhere Dichte ( ). Dies hat eine sogenannte Abtriebsbewegung zur Folge. Das Heizungswasser treibt im Rücklauf (Fallstrang) wieder zurück zum Wärmeerzeuger und kann erneut erwärmt werden.

Die Schwerkraftheizung macht sich also die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf und die damit zusammenhängende Dichteänderung des Wassers zunutze. Dadurch findet ein ständiger Kreislauf statt. Die geringere Dichte von Wasser im Vorlauf und die höhere Dichte von Wasser im Rücklauf sorgen im Heizungssystem für einen geringen Differenzdruck, welcher auch Umtriebsdruck genannt wird.

Die folgende Skizze soll das Prinzip der Schwerkraftheizung noch einmal verdeutlichen.

Skizze vom Schemata einer Schwerkraftheizung

Der Umtriebsdruck in einer Schwerkraftheizung ermöglicht dem Heizungswasser, ohne einen elektrischen Antrieb (z.B. Umwälzpumpe) im Heizungssystem zu strömen. Die Größe des Umtriebsdrucks hängt dabei von folgenden Faktoren ab:

Es kann also Folgendes gesagt werden: Der Umtriebsdruck steigt, je höher die Temperaturdifferenz, je höher das Temperaturniveau und je höher die Anlagenhöhe sind.

Das bedeutet aber auch gleichzeitig, dass eine Schwerkraftheizung für heutige Niedertemperatursysteme sehr ungünstige Werte hat und daher nur noch selten Anwendung findet.

Vorteile Schwerkraftheizung
Nachteile Schwerkraftheizung
Einfaches SystemGroße Nennweiten der Rohrdurchmesser aufgrund der geringen Umtriebskraft
Völlig geräuschfreier BetriebSchlechte Regelbarkeit und sehr träge
Keine zusätzliche Energie für UmwälzpumpenDer Wärmeerzeuger muss immer an der tiefsten Stelle des Heizungssystems stehen
Es sind hohe Systemtemperaturen notwendig (z.Bsp. 90/70

Woran erkenne ich eine Schwerkraftheizung?

In Sanierungsfällen werden vorhandene Schwerkraftheizungen oft zu Pumpenheizungen umgebaut. Daher kann nur bei einer genauen Systembetrachtung festgestellt werden, ob eine Schwerkraftheizung in Betrieb ist oder nicht. Weiterhin können Schwerkraftheizungen mit offenen Systemen und geschlossenen Systemen betrieben werden, da der Umtriebsdruck nicht vom Systemdruck abhängig ist

Da in einer Schwerkraftheizung der Umtriebsdruck die Rohrreibungsverluste überwinden muss, sind bei Schwerkraftheizungen große Rohrquerschnitte notwendig und ein Indiz für dieses Heizungssystem. Außerdem wurden möglichst gerade verlaufende Steige- und Fallstränge installiert, welche eine kurze und waagerechte Anbindung zu den Heizkörpern haben.

Heute werden Schwerkraftheizungen nur noch selten gebaut. Beispiele für Einbauorte sind Gegenden, in denen es keine oder nur wenige Stromquellen gibt oder das Stromnetz nicht zuverlässig genug betrieben werden kann.

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Ich hoffe ich konnte euch mit diesem Beitrag einen kleinen Einblick in die Funktion einer Schwerkraftheizung geben. Wenn ihr Fragen, Anregung oder Kritik zur Schwerkraftheizung habt, freue ich mich auf eure Kommentare

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Liebe Grüße! Euer Martin

Weiterführende Links und Quellen:
Bosy Online – Schwerkraftheizung
Wikipedia – Schwerkraftheizung
Amev Heizbetrieb 2001

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Источник: https://www.haustechnikverstehen.de/wie-funktioniert-eine-schwerkraftheizung/

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