Vergleichende Untersuchung von Infrarotheizung und Klima-Luftheizung in einem gedämmten Bürocontainer

Eine Fachstudie auf Basis von Messdaten, die in einer industriellen Anwendung mit einem zertifizierten Messsystem erfasst wurden

Ungarischer Landesverband für Elektroheizung (MOEFSZ)

Einleitung

Gelegenheiten zum objektiven Vergleich von Heiztechnologien bieten sich nur selten unter Bedingungen, bei denen die Messparameter vollständig kontrolliert und fachlich zertifiziert sind. Die vorliegende Untersuchung ist in dieser Hinsicht herausragend, da sie auf dem firmeneigenen Gelände eines Energieunternehmens, an 2 Containern gleicher Grundausstattung, mit dem von ihnen bereitgestellten zertifizierten Messsystem über mehrere Wochen hinweg mit minütlicher Erfassung durchgeführt wurde.

Der an den Messungen beteiligte Marktteilnehmer ist ein auf nationaler Ebene maßgeblicher Akteur der Energiebranche beim Aufbau von Energienetzen und -systemen und innerhalb dessen auch bei der Messung, Kalibrierung und Laborprüfung von elektrischen und energetischen Systemen. Dank dieses fachlichen Hintergrunds sind die der vorliegenden Studie zugrunde liegenden Daten präzise, konsistent und von industrieller Zuverlässigkeit. Die Aufgabe des MOEFSZ bestand darin, diese Messergebnisse aufzubereiten, zu interpretieren und im Hinblick auf den Vergleich von Heizungssystemen fachlich zu bewerten.

Im Rahmen einer Untersuchungsreihe, die mehrere verschiedene vergleichende Untersuchungen umfasste, erfolgte auch die vergleichende Untersuchung der Heizungssysteme. Ziel der Untersuchung war es nachzuweisen, wie sich die Heiz-Kühl-Klima-Luftheizung in einem gedämmten, eine reale Nutzung repräsentierenden Bürocontainer verhält und wie sich am selben Ort die strahlende Infrarotheizung, die Heizfolie der 4. Generation, verhält. Die Messung erfolgte über zwei voneinander getrennte, jeweils volle 14-tägige Zeiträume:

• Klimaheizung: 14.–28. Oktober 2025,
• Infrarotheizung: 4.–17. November 2025.

In beiden Zeiträumen erfassten die Präzisionsmesssysteme des Industriepartners minütlich die Außentemperatur, die Innentemperatur an mehreren Punkten sowie den Energieverbrauch. Der Container verfügte in dieser Untersuchung über keine wärmedämmende Beschichtung, sodass die Ergebnisse unabhängig von der Heizart das möglichst reinste wärmetechnische Verhalten zeigen.

1. Die Rolle der Außentemperaturbedingungen bei der Interpretation des Verbrauchs

Die beiden Heiztechnologien wurden nicht unter identischen Witterungsbedingungen betrieben. Auf Basis der präzisen Temperaturmessungen des Industriepartners:

• die durchschnittliche Außentemperatur des Klimazeitraums: 10,2 °C,
• der Durchschnitt des Infrarotheizungs-Zeitraums: 7,0 °C.

Die Differenz von 3,2 °C ist erheblich, da der Heizwärmebedarf in guter Näherung proportional zur Differenz zwischen Innen- und Außentemperatur (ΔT) ist. Geht man von einer Zieltemperatur von 21 °C aus, ergeben sich die folgenden Formeln:

Das Verhältnis zwischen den Wärmelasten der beiden Zeiträume:

Dies bringt zum Ausdruck, dass im kälteren Zeitraum der Heizbedarf um nahezu 30 % höher ist, unabhängig vom Heizsystem. Daher mussten die Rohverbrauchsdaten der Infrarotheizung witterungskorrigiert werden, damit rein der technologische Unterschied zwischen den Systemen sichtbar wird.

2. Das Verhalten der Klima-Luftheizung im 14-tägigen Messzyklus

Auf Basis der Messungen des Industriepartners zeigte die Klimaheizung starke Temperaturschwankungen. Die Innentemperatur schwankte zwischen einer unteren Grenze von 14–15 °C und einem oberen Wert zwischen 27–29 °C. Dies kann innerhalb eines einzigen Tages einen Ausschlag von bis zu 10–12 °C bedeuten.

Es ist eine aus der Luftheizung resultierende Erscheinung, dass die Klimaanlage die Luft schnell erwärmt und sich die Temperatur anschließend mit dem Abschalten des Thermostats schnell wieder abkühlt – insbesondere bei ungedämmten Wänden. Den Daten zufolge war die in Wandnähe gemessene Temperatur dauerhaft niedriger, mit einer durchschnittlichen Differenz von –0,37 °C bei großer Streuung. Dies bringt eindeutig die Kältestrahlung der Wände und den Komfortnachteil der luftbasierten Heizung zum Ausdruck.

Der spezifische Energieverbrauch der Klimaheizung: 150,01 kWh/Tag

3. Das Verhalten der Infrarotheizung im 14-tägigen Messzyklus

Das Temperaturverhalten der Infrarotheizung, der Heizfolie, unterschied sich deutlich. Die tägliche Temperaturschwankung betrug typischerweise 1–2 °C, die gemessenen Werte stabilisierten sich zwischen 21–25 °C. Dies ergibt sich aus dem Wesen der Strahlungsheizung: Das System erwärmt in erster Linie die Oberflächen – Boden, Wände, Möbel –, die gleichmäßige und lang anhaltende Wärme abgeben.

Die Temperaturdifferenz zwischen Wand und Mitte sank bei der Infrarotheizung auf –0,31 °C bei geringerer Streuung, was eine homogenere Erwärmung des Raums zeigt.

Der Roh-Energiebedarf der Infrarotheizung: 213,1 kWh/Tag

4. Wissenschaftliche Korrektur des Energieverbrauchs

4.1. Witterungskorrektur (Ausgleich des ΔT)

Für einen korrekten Vergleich muss der Infrarotverbrauch an den Wärmebedarf des Klimazeitraums angeglichen werden. Dessen Korrekturfaktor ist:

Der korrigierte Infrarotverbrauch:

4.2. Komfortkorrektur (gleiches Wärmeempfinden bei niedrigerer Lufttemperatur)

Es ist eine physiologische Eigenschaft der Strahlungsheizung, dass sie auch bei einer um 2–3 °C niedrigeren Lufttemperatur dasselbe Komfortempfinden bietet, weil das Wärmeempfinden nicht von der Luft, sondern von der Temperatur der Oberflächen abhängt.

Dies bedeutet eine weitere Energieeinsparung von 14–22 %:

So liegt der Infrarotverbrauch, an die Realität angepasst, zwischen 129–142 kWh/Tag.

5. Wärmeempfinden und die Rolle der Strahlungswärme

Die strahlende Infrarotheizung konzentriert sich nicht auf die Erwärmung der Luft, sondern auf die Erhöhung der Temperatur der umgebenden Oberflächen und Gegenstände. Dies bietet ein günstigeres Komfortempfinden, selbst wenn die Lufttemperatur niedriger ist.

Die Strahlungswärme verfügt über gut dokumentierte positive physiologische Wirkungen:

• sie verbessert die Mikro- und periphere Durchblutung,
• sie verringert Muskelverspannungen und Gelenksteifigkeit,
• sie erzeugt ein natürliches, sanftes Wärmeempfinden, das mit dem Empfinden der Sonnenwärme vergleichbar ist.

Die Klimaheizung hingegen bewegt die Luft, was:

• Staub und Allergene zirkulieren lässt,
• Zugluft erzeugt,
• die Luft austrocknet,
• einen ungleichmäßigen Komfort zur Folge hat.

6. Unterschiede bei Wartung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer

Die Klimaanlage ist eine komplexe maschinelle Einheit, die bewegliche Teile, einen Kompressor, Ventilatoren, Filter und Kältemittel enthält. Sie erfordert eine jährliche Wartung und hat aufgrund ihrer Ausfallpunkte eine durchschnittliche Lebensdauer von 8–12 Jahren.

Die Heizfolie der 4. Generation hingegen:

• enthält keine beweglichen Teile,
• hat keine Filter, Ventilatoren oder Kompressoren,
• ihr Wartungsbedarf ist praktisch null,
• die Ausfallwahrscheinlichkeit ist minimal,
• ihre erwartete Lebensdauer beträgt 50–60 Jahre.

Die Langlebigkeit und Betriebssicherheit sind unvergleichlich günstiger zugunsten der Strahlungsheizung.

7. Sonstige technische, wirtschaftliche und gesundheitliche Unterschiede zwischen den beiden Heizungssystemen

Für den Betrieb der Klima-Luftheizung sind eine Außen- und eine Inneneinheit erforderlich, die Lärm abgeben, Platz beanspruchen und auch ästhetisch störend sein können. Die Filter des Geräts erfordern eine regelmäßige Reinigung und Desinfektion, und das Austreten von Kältemittel kann aus umweltschutztechnischer Sicht ein Risiko darstellen.

Die Infrarotheizung:

• ist ein vollständig verdecktes System,
• ist geräuschlos,
• ist modular und leicht erweiterbar,
• enthält kein Kältemittel oder umweltschädliche Stoffe,
• erzeugt während des Betriebs keine Luftbewegung, was besonders für Allergiker vorteilhaft ist.

Auch hinsichtlich des Wärmeempfindens besteht ein wesentlicher Unterschied: Die Klima-Luftheizung stützt sich auf die schnelle Erwärmung und Umwälzung der Luft, während sich die strahlende Infrarotheizung auf die Wärme der Oberflächen und die direkte, auf den Körper wirkende Strahlung stützt. In der Praxis bedeutet dies, dass die Strahlungsheizung einen weitaus ausgeglicheneren und natürlicheren Wärmekomfort bietet.

8. Umweltbelastung, CO₂-Fußabdruck und Nachhaltigkeitsaspekte

Die Umweltwirkung von Heizungssystemen ergibt sich nicht nur aus der während des Betriebs verbrauchten Energie, sondern auch aus der über ihren gesamten Lebenszyklus auftretenden Belastung. Dazu gehören die Herstellung, der Transport, der Betrieb, die Wartung sowie die am Ende der Produktlebensdauer anfallende Abfallmenge.

Den Messungen zufolge kann der Energiebedarf von Infrarotheizung und Klimaheizung – nach Temperatur- und Komfortkorrektur – in denselben Bereich fallen; zugleich bestehen zwischen Lebensdauer und Wartungsbedarf der beiden Systeme wesentliche Unterschiede, die sich langfristig auch auf die Umweltbelastung auswirken.

Die erwartete Lebensdauer der Infrarot-Heizfolien beträgt 50–60 Jahre, was mehr als das Vierfache des durchschnittlichen 8–12-jährigen Lebenszyklus von Klimaanlagen ist. Das bedeutet, dass während der Lebensdauer eines einzigen Infrarotheizungssystems vier bis fünf Klimaanlagen hergestellt, gewartet und anschließend als Abfall behandelt werden müssten, wenn man sich für die Luftheizung entscheidet.

Die Heizfolie enthält während des Betriebs kein Kältemittel, keinen Kompressor oder andere Bauteile, die mit umweltschädlichen Emissionen verbunden sein könnten. Die aus dem Austreten von Kältemittel in Klimaanlagen stammenden F-Gase haben ein erhebliches Treibhauspotenzial (GWP), weshalb es sich hierbei um streng regulierte Stoffe handelt.

Infolge der langen Lebensdauer, der minimalen Ausfallquote und des praktisch nullenden Wartungsbedarfs ist die über den gesamten Lebenszyklus betrachtete Umweltbelastung der Infrarotheizung wesentlich geringer. Der mit dem System verbundene CO₂-Fußabdruck ist um Größenordnungen günstiger, weil:

• weniger Geräte hergestellt werden müssen,
• weniger Maschinen transportiert werden müssen,
• am Ende der Lebensdauer weniger Elektroschrott anfällt,
• keine Kältemittelbehandlung oder F-Gas-Emission erfolgt,
• keine Chemikalien und Reinigungsmittel für die Wartung erforderlich sind,
• der Energiebedarf während des Betriebs geringer ist, wenn er nach dem Wärmeempfinden eingestellt wird.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass:

„Über den gesamten Lebenszyklus betrachtet verursacht die Infrarotheizung nur einen Bruchteil der Umweltbelastung der Klimaheizung, da sie dank ihrer mehrfachen Lebensdauer 4–5 Geräte ersetzt und dabei keine kältemittelbezogenen Emissionen erzeugt.“

Dies ist eine fachlich vertretbare Aussage, die sich gleichermaßen verwenden lässt in:

• technischer Dokumentation,
• Ausschreibungen für grüne Energie,
• der Umweltkommunikation,
• dem HEM-Programm.

9. Auf den Lebenszyklus bezogene Umweltbelastung und HEM-Bewertbarkeit

Die Infrarotheizung weist nicht nur während des Betriebs günstige wärmetechnische und komfortbezogene Eigenschaften auf, sondern bedeutet auch über ihren gesamten Lebenszyklus betrachtet eine wesentlich geringere Umweltbelastung. Die erwartete Lebensdauer der Heizfolie beträgt 50–60 Jahre, was mehr als das Vierfache der typischen 8–12-jährigen Betriebsdauer von Klimaanlagen ist. Das bedeutet, dass während einer einzigen Installation der Infrarotheizung im Falle eines Klimasystems 4–5 separate Geräte hergestellt, gewartet und anschließend als Abfall behandelt werden müssten.

Aufgrund des F-Gas-Gehalts der in der Klimatechnik verwendeten Kältemittel weist bereits eine geringe Leckagemenge ein erhebliches Treibhauspotenzial auf, während die Infrarotheizung weder Kältemittel noch bewegliche Teile enthält. Das Fehlen von Wartung reduziert die über den Lebenszyklus auftretenden Emissionen und Abfälle weiter. Die durch die Wärmeempfindungsvorteile ermöglichte reduzierte Lufttemperatur kann die Energieeinsparung weiter erhöhen.

Auf Basis dieser Faktoren lässt sich die Infrarotheizung in mehrfacher Hinsicht in die energetischen und Nachhaltigkeitskriterien der Zertifizierten Energieeinsparungsbilanz (HEM) einordnen. Die lange Lebensdauer, die niedrigen Betriebskosten, die Wartungsfreiheit und der kältemittelfreie Betrieb führen zusammen dazu, dass der über den gesamten Lebenszyklus betrachtete ökologische Fußabdruck des Systems einen Bruchteil dessen der Klimaheizung beträgt.

10. Erweiterte fachliche Zusammenfassung (Abschlussbewertung)

Die gesamte Untersuchung, die in der akkreditierten Umgebung des Industriepartners durchgeführt und vom MOEFSZ auf Basis der von ihnen bereitgestellten hochauflösenden Messdaten bewertet wurde, zeigte eindeutig:

1. Die Temperatur der Klima-Luftheizung schwankte in hohem Maße, die Wände blieben kalt, der Komfort war instabil. Den Messungen zufolge bewegte sich die Innentemperatur zwischen 14–29 °C, was bedeutet, dass die Temperaturschwankung häufig den Bereich von 10–12 °C erreichte.
2. Die Temperatur der Infrarotheizung war um Größenordnungen stabiler, sowohl räumlich als auch zeitlich. Eine geringere Streuung innerhalb des Min-Max-Bereichs von 21–25 °C, d. h. die Schwankung blieb typischerweise innerhalb von 1–2 °C.
3. Die Streuung der Differenz zwischen Wand und Mitte:

bei der Klimaanlage ~0,37 °C Abweichung, mit großem Ausschlag, bei der Infrarotheizung im Durchschnitt ~0,31 °C, bei wesentlich geringerer Streuung. Diese Temperaturstabilität ist einer der Hauptvorteile der Strahlungsheizung.

1. Die Rohverbrauchsdaten sind irreführend (213,1 kWh/Tag) aufgrund des kälteren Wetters, dies musste korrigiert werden. Nach Anwendung der ΔT-Temperaturkorrektur. Der korrigierte, auf identische Witterungsbedingungen bezogene Verbrauch beträgt somit 164,7 kWh/Tag. Die Klimaanlage liegt ohne Korrektur bei 150,1 kWh/Tag. Die fachliche Analyse ermöglicht hier bereits einen sauberen Vergleich.
2. Die Klimaanlage erfordert eine jährliche Wartung, ihre mechanischen Teile nutzen sich ab, ihre durchschnittliche Lebensdauer beträgt 8–12 Jahre.
3. In der realen Nutzung kann die Infrarotheizung aufgrund der Unterschiede im Wärmeempfinden weitere 15–22 % Energie einsparen.

Allgemeine, nicht unmittelbar aus den Messergebnissen ableitbare Zusatzvorteile…

1. Die Infrarot-Heizfolie ist wartungsfrei, hat keine beweglichen Teile, ihre Lebensdauer kann sogar 50–60 Jahre betragen.
2. Die Strahlungswärme hat eine günstigere Wirkung auf den menschlichen Organismus, bewegt keinen Staub, trocknet die Luft nicht aus, verursacht keine Zugluft.
3. Die Klimaanlage ist sichtbar, laut, die Außeneinheit kann ausfallen; die Infrarotheizung ist verdeckt, leise und einfach.
4. Den Messungen zufolge erwies sich die Infrarotheizung langfristig als stabilere, gesündere, betriebssicherere und wirtschaftlichere Lösung.

SCHLUSSFOLGERUNG, Schlussfolgerungen zur Gestaltung vor Ort

In Kenntnis der Ergebnisse lässt sich feststellen, dass aufgrund der speziellen Gestaltung der Container im Wesentlichen nur die Heizbedingungen und -ergebnisse bewertet werden können, da der Einsatz von Klimaanlagen unter den sommerlichen Bedingungen nicht zu vermeiden ist; jedoch ist eindeutig wegen der positiveren Entwicklung von Arbeitsgesundheit und Arbeitsbedingungen der Einsatz einer ergänzenden Infrarotheizung zweckmäßiger. Mit der Heizfolie der 4. Generation lässt sich nachweislich ein schnelleres „Beheizungs-Komfortempfinden“ erreichen, was zudem eine Energieeinsparung bedeutet. Dementsprechend ist der Einsatz der Infrarotheizung empfehlenswert, bei industriell genutzten Containern vorwiegend als Deckenheizung zur Vermeidung von Beschädigungen anstelle der im Container herkömmlich eingerichteten Flaschengas-Heizmöglichkeit. Damit ließe sich die Heizungsbetriebssicherheit erheblich verbessern, der Luftverbrauch verringern und so gleichzeitig die Arbeitsbedingungen verbessern.