Fallstudie: Austausch einer Gasheizung durch eine unsichtbare Infrarot-Deckenheizung in einem 100m²-Haus

Diese Wohnraumrenovierung in Großbritannien zeigt, wie ein Hausbesitzer ein herkömmliches Gasheizungs- und Wandheizkörpersystem erfolgreich durch ein vollelektrisches, unsichtbares Infrarot-Deckenheizsystem von iHelios ersetzt hat.

Als wichtiges kohlenstoffarmes Projekt in Yorkshire verfolgte der Hausbesitzer das Ziel, Gefahren durch wasserführende Rohrleitungen zu beseitigen, Wandflächen freizugeben und mithilfe moderner Smart-Home-Automatisierung eine raumspezifische Klimasteuerung zu erreichen. Durch die direkte Kopplung der 0,50 mm ultradünnen iHelios-Heizfolie mit lokalen zeitabhängigen Stromtarifen und einem 20-kWh-Heimspeicher schafft das Projekt einen leicht übertragbaren Fahrplan für den Ausstieg aus der Gasheizung bei Wohnimmobilien in ganz Großbritannien.

Projektüberblick

Dieses Wohnprojekt zeigt, wie ein Hausbesitzer ein herkömmliches Gasheizungs- und Heizkörpersystem durch ein vollelektrisches, unsichtbares Infrarot-Deckenheizsystem ersetzt hat.

Der Hausbesitzer wollte den Heizkessel, die Heizkörper und die wasserführenden Rohrleitungen vollständig entfernen. Zudem wünschte er sich eine unabhängige Steuerung in jedem Raum sowie ein Heizsystem, das mit Batteriespeichern und zukünftigen Photovoltaikanlagen kombiniert werden kann.

iHelios entwickelte ein Multizonen-Deckenheizsystem für das 100 m² große Anwesen unter Verwendung von 500 mm iH405 Infrarot-Heizfolie.

Die fertige Installation verfügt über eine installierte Gesamt-Heizleistung von 7,4 kW, aufgeteilt auf acht unabhängig steuerbare Zonen.

Die Stromrechnungen des Anwesens zeigen, dass der gesamte Haushaltsverbrauch im Winter einen Höchstwert von etwa 35 kWh pro Tag erreichte, einschließlich Heizung, Warmwasser, Kochen, Beleuchtung, Elektrogeräten und allem weiteren Strombedarf.

Projektzusammenfassung

Projektdetail	Spezifikation
Objekttyp	Wohnhaus
Objektgröße	100 m²
Primärheizsystem	iHelios unsichtbare Infrarot-Deckenheizung
Heizfolie	500 mm iH405 Infrarot-Heizfolie
Installationsmethode	In die Deckenkonstruktion integriert
Installierte Gesamt-Heizleistung	7,4 kW
Heizzonen	8 unabhängige Zonen
Smarte Thermostate	8
Heizzeitplan	Bis zu 8 Stunden pro Tag
Voriges Heizsystem	Gasheizkessel und Heizkörper
Batteriespeicher	20 kWh
Nutzbare Batteriekapazität	Ca. 18 kWh bei 90 %
Stromtarif Nacht	Ca. 7p/kWh
Stromtarif Tag	Ca. 26p/kWh
Maximaler verifizierter Winter-Stromverbrauch	Ca. 35 kWh pro Tag
Geschätzter Heizanteil	Ca. 60 %
Photovoltaik	Für zukünftige Installation geplant

Betriebskosten Infrarotheizung UK: 100m² Haus 

Für dieses 100 m² große Haus in Großbritannien lag der maximale verifizierte winterliche Stromverbrauch bei etwa 35 kWh pro Tag, einschließlich Infrarotheizung, Warmwasser, Kochen, Beleuchtung, Elektrogeräten und sonstigem Strombedarf des Haushalts.

Die Raumheizung macht schätzungsweise etwa 21 kWh pro Tag aus, obwohl die Heizung nicht separat untergemessen wurde.

Bei einem Standard-Stromtarif am Tag von 26p pro kWh lägen die geschätzten Kosten für die Infrarotheizung bei ca. £5,46 pro Tag oder £163,80 für einen 30-tägigen Wintermonat.

Durch die Nutzung einer 20-kWh-Batterie, die nachts zu ca. 7p pro kWh geladen wird, könnten die illustrativen Heizkosten auf etwa £2,04–£3,41 pro Tag gesenkt werden, je nachdem, wie der gespeicherte Strom auf Heizung und anderen Haushaltsbedarf verteilt wird.

Diese Zahlen sind spezifisch für dieses Objekt. Die Betriebskosten einer Infrarotheizung variieren je nach Wärmeverlust des Gebäudes, Isolierung, installierter Leistung, Thermostateinstellungen, Heizplänen, lokalem Wetter und Stromtarif.

Die Ziele des Hausbesitzers

Der Hausbesitzer wollte weg vom Gas und ein vollelektrisches Zuhause schaffen.

Seine Prioritäten waren:

• den Gasheizkessel dauerhaft zu entfernen;
• Heizkörper und Heizungsrohre zu beseitigen;
• nutzbare Wandfläche zurückzugewinnen;
• jeden Raum unabhängig zu steuern;
• unbenutzte Räume nicht zu heizen;
• kostengünstigeren Nachtstrom zu nutzen;
• Batteriespeicher zu integrieren;
• das Gebäude auf eine zukünftige Photovoltaikanlage vorzubereiten;
• den Wartungsaufwand, der mit Heizkesseln und wasserführenden Heizsystemen verbunden ist, zu reduzieren.

Anstatt den bestehenden Heizkessel durch ein anderes zentrales Heizgerät zu ersetzen, entschied sich der Hausbesitzer für ein verteiltes Heizsystem, das in jedem Raum separat gesteuert wird.

Warum Infrarot-Deckenheizung gewählt wurde

Der Hausbesitzer wollte ein Heizsystem, das weder die Möbelplatzierung noch die Innenarchitektur beeinträchtigt.

Die iHelios-Heizfolie wurde in die Deckenkonstruktion eingebaut und hinter der fertigen Deckenoberfläche verborgen. Nach der Installation gibt es keine sichtbaren Heizelemente in den Räumen.

Das Deckensystem gibt Strahlungswärme an Raumflächen, Möbel und Bewohner ab und erwärmt gleichzeitig die umgebende Luft.

Die Installation macht Folgendes überflüssig:

• wandmontierte Heizkörper;
• Heizungsrohre;
• eine Umwälzpumpe;
• einen Gasheizkessel;
• die jährliche Heizungswartung.

Die Decke blieb im gesamten Anwesen verfügbar, was sie zu einem praktischen Ort für die Verteilung der Heizleistung macht, ohne nutzbare Boden- oder Wandflächen zu reduzieren.

Design des Heizsystems

Das Anwesen hat eine Gesamtfläche von etwa 100 m².

Das komplette Heizsystem hat eine installierte Leistung von 7,4 kW, was einem Durchschnitt von etwa 74 W pro Quadratmeter im gesamten Objekt entspricht.

Diese Zahl stellt die insgesamt verfügbare Systemleistung dar. Sie bedeutet nicht, dass das Anwesen kontinuierlich 7,4 kW verbraucht, wenn die Heizung in Betrieb ist.

Die installierte Leistung wurde auf acht Heizzonen verteilt. Jede Zone wird durch ihr eigenes Thermostat gesteuert, wodurch Räume unabhängig voneinander die Zieltemperatur erreichen und abschalten können.

Der tatsächliche Stromverbrauch hängt ab von:

• Außentemperatur;
• Wärmeverlust des Raumes;
• Isolierung;
• Verglasung;
• Thermostateinstellungen;
• Belegung;
• Raumzeitplänen;
• internen Wärmegewinnen;
• der Anzahl der Zonen, die gleichzeitig Wärme anfordern.

Smarte Steuerung mit acht Zonen

Das Anwesen wurde in acht unabhängig gesteuerte Heizzonen unterteilt, jede mit eigenem Smart-Thermostat.

Dies ermöglicht es dem Hausbesitzer, unterschiedliche Temperaturen und Betriebszeiten für verschiedene Räume festzulegen.

Zum Beispiel können Wohnbereiche morgens und abends beheizt werden, während Schlafzimmer kürzeren Zeitplänen basierend auf der Belegung folgen.

Die Steuerungsstrategie bietet:

• individuelle Raumtemperaturen;
• separate Zeitpläne;
• Heizen nur dort, wo es erforderlich ist;
• niedrigere Temperaturen in ungenutzten Räumen;
• weniger unnötige Ganzhausheizung;
• präzisere Komfortsteuerung.

Dies ist ein wichtiger Unterschied zu einem traditionellen, zentral gesteuerten Kesselsystem, bei dem mehrere Räume zusammen beheizt werden können, auch wenn sie nicht alle genutzt werden.

Zeitgesteuerter Betrieb

Das Heizsystem ist für bis zu etwa acht Stunden pro Tag im Winter programmiert.

Die Heizfolie bleibt jedoch nicht während dieser gesamten acht Stunden kontinuierlich unter Strom.

Jedes Thermostat schaltet seine eigene Zone ein und aus, sobald der Raum die gewählte Temperatur erreicht und hält.

Wenn das komplette 7,4-kW-System acht Stunden lang kontinuierlich liefe, wäre der theoretische maximale Heizverbrauch:

7,4 kW × 8 Stunden = 59,2 kWh

Dieses Szenario würde erfordern, dass jede Zone während des gesamten geplanten Zeitraums kontinuierlich Wärme anfordert.

Die Stromrechnungen des Hauses zeigen, dass der gesamte Haushalt – einschließlich Heizung und aller anderen elektrischen Lasten – nicht mehr als etwa 35 kWh pro Tag während der Zeit mit dem höchsten Winterverbrauch verbrauchte.

Dies bestätigt, dass das Heizsystem nicht kontinuierlich mit seiner vollen installierten Leistung arbeitet.

Verifizierter winterlicher Stromverbrauch

Der maximale Winterstromverbrauch von etwa 35 kWh pro Tag basiert auf den Stromrechnungen des Kunden.

Diese Zahl deckt das gesamte Haus ab und umfasst:

• Infrarot-Raumheizung;
• Brauchwarmwasser;
• Kochen;
• Beleuchtung;
• Elektrogeräte;
• Batterie- und Wechselrichterverluste;
• allgemeiner Haushaltsstromverbrauch.

Die Raumheizung macht schätzungsweise etwa 60 % des gesamten winterlichen Stromverbrauchs aus.

Geschätzter Heizanteil

35 kWh × 60 % = ca. 21 kWh pro Tag

Der verbleibende Stromverbrauch des Haushalts beträgt daher etwa:

35 kWh − 21 kWh = ca. 14 kWh pro Tag

Stromverbrauch	Täglicher Verbrauch
Geschätzte Infrarot-Raumheizung	21 kWh
Sonstiger Haushaltsstrom	14 kWh
Verifizierter maximaler Gesamtverbrauch im Winter	35 kWh

Der Wert von 35 kWh ist anhand der Stromrechnungen verifiziert. Die Aufteilung zwischen Heizung und anderem Haushaltsverbrauch ist eine Schätzung, da das Heizsystem nicht separat untergemessen wird.

Geschätzter Heiz-Einschaltdauerzyklus

Das komplette System könnte theoretisch 59,2 kWh während eines achtstündigen Zeitplans verbrauchen, wenn alle Zonen kontinuierlich eingeschaltet blieben.

Der geschätzte tatsächliche Heizverbrauch beträgt ca. 21 kWh pro Tag.

Der implizierte durchschnittliche äquivalente Einschaltdauerzyklus beträgt daher:

21 kWh ÷ 59,2 kWh = ca. 35,5 %

Dies bedeutet, dass die Zonen während des geplanten Heizzeitraums mit einem durchschnittlichen äquivalenten Einschaltdauerzyklus von etwa 35 % arbeiteten.

Einige Räume laufen möglicherweise länger als andere, und einzelne Zonen schalten je nach Wärmeverlust, Temperatureinstellungen und Belegung zu unterschiedlichen Zeiten.

Stromkosten ohne Batteriespeicherung

Der Stromtarif am Tag beträgt ca. 26p pro kWh.

Wenn der gesamte tägliche Haushaltsverbrauch von 35 kWh zu diesem Tarif bezahlt würde, lägen die Kosten bei:

35 kWh × £0,26 = £9,10 pro Tag

Über einen 30-tägigen Wintermonat:

£9,10 × 30 = £273,00

Dies sind die geschätzten Kosten für den gesamten Stromverbrauch des Anwesens, nicht nur für die Heizung.

Geschätzte Heizkosten zum Tagestarif

Wenn die Heizung etwa 21 kWh pro Tag ausmacht:

21 kWh × £0,26 = £5,46 pro Tag

Der verbleibende Haushaltsbedarf von 14 kWh würde kosten:

14 kWh × £0,26 = £3,64 pro Tag

Zusammen ergeben diese die täglichen Gesamtkosten von £9,10.

Batteriespeicher und nächtliches Laden

Das Anwesen verfügt über ein 20-kWh-Batteriespeichersystem.

Die Nutzung von 90 % der angegebenen Kapazität bietet etwa:

20 kWh × 90 % = 18 kWh nutzbare gespeicherte Energie

Die Batterie wird nachts für ca. 7p pro kWh geladen.

Die Kosten für das nächtliche Laden von 18 kWh betragen:

18 kWh × £0,07 = £1,26

Bei einem maximalen Gesamtverbrauch des Haushalts von 35 kWh pro Tag beträgt der verbleibende Netzbedarf am Tag etwa:

35 kWh − 18 kWh = 17 kWh

Die Kosten für den verbleibenden Strom zu 26p pro kWh betragen:

17 kWh × £0,26 = £4,42

Realistische maximale tägliche Haushaltskosten

Energiequelle	Verbrauch	Tarif	Kosten
Nächtliches Batterieladen	18 kWh	7p/kWh	£1,26
Verbleibender Netzstrom am Tag	17 kWh	26p/kWh	£4,42
Gesamter Haushaltsstromverbrauch	35 kWh	—	£5,68 pro Tag

Über einen 30-tägigen Wintermonat:

£5,68 × 30 = ca. £170,40

Im Vergleich zum Kauf des gesamten Stroms zum Tagestarif stellt dies eine illustrative Ersparnis dar von:

£273,00 − £170,40 = £102,60 pro Monat

Der Batteriespeicher und der zeitabhängige Tarif senken die geschätzten maximalen täglichen Stromkosten um ca. 38 %.

Realistische Aufteilung der Heizkosten

Es wird geschätzt, dass die Heizung etwa 60 % des gesamten winterlichen Stromverbrauchs ausmacht.

Wenn 60 % der batteriebereinigten Haushaltskosten der Heizung zugeordnet werden:

£5,68 × 60 % = ca. £3,41 pro Tag

Über einen 30-tägigen Wintermonat:

£3,41 × 30 = ca. £102,30

Dies ist eine proportionale Zuordnung anstelle einer separat gemessenen Heizkostenabrechnung.

Eine weitere Möglichkeit, die potenziellen Heizkosten zu veranschaulichen, besteht darin anzunehmen, dass der gespeicherte Nachtstrom zuerst zur Deckung des Heizbedarfs verwendet wird.

Geschätzter Heizbedarf:

21 kWh pro Tag

Batteriebeitrag:

18 kWh zu 7p = £1,26

Verbleibender Heizbedarf:

3 kWh zu 26p = £0,78

Illustrative Raumheizungskosten:

£1,26 + £0,78 = ca. £2,04 pro Tag

In der Praxis versorgt die Batterie das gesamte Haus dynamisch, einschließlich Warmwasser, Beleuchtung, Kochen und Elektrogeräten. Die tatsächlichen Heizkosten sind daher in der allgemeinen Haushaltsstromrechnung enthalten, anstatt separat berechnet zu werden.

Warum installierte Leistung und Stromverbrauch unterschiedlich sind

Ein häufiges Missverständnis ist die Annahme, dass ein 7,4-kW-Heizsystem jede Stunde den ganzen Tag über 7,4 kWh verbraucht.

Der Wert von 7,4 kW ist die maximal verfügbare angeschlossene Leistung, wenn alle acht Heizzonen gleichzeitig arbeiten.

Der tatsächliche Verbrauch ist niedriger, weil:

• jeder Raum ein separates Thermostat hat;
• Räume nach unterschiedlichen Zeitplänen betrieben werden;
• Zonen nach Erreichen der Temperatur abschalten;
• nicht alle Räume gleichzeitig Wärme anfordern;
• interne Wärmegewinne den Heizbedarf reduzieren;
• Belegungsmuster über den Tag variieren.

Die verifizierten Stromrechnungen bieten ein realistischeres Bild, als einfach die angeschlossene Leistung mit der Anzahl der Stunden pro Tag zu multiplizieren.

Voriges Heizsystem

Vor der Installation war das Anwesen auf einen Gasheizkessel und wandmontierte Heizkörper angewiesen.

Die vorherige Ausstattung umfasste:

• einen zentralen Heizkessel;
• wassergefüllte Rohrleitungen;
• Heizkörper, die Wandfläche beanspruchen;
• zentralisierte Heizungssteuerung;
• jährliche Heizungswartung;
• anhaltende Abhängigkeit von Gas.

Das neue System entfernt diese Komponenten und ersetzt sie durch eine verdeckte Elektroheizung, die in acht unabhängig gesteuerte Zonen unterteilt ist.

Vorher und Nachher

Vorher	Nachher
Gasheizkessel	Vollelektrische Infrarotheizung
Wandmontierte Heizkörper	Unsichtbare Deckenheizung
Wasserführende Rohrleitungen	Kein Heizwasserkreislauf
Zentralisierte Heizung	Acht unabhängige Zonen
Heizungswartung	Keine jährliche Heizungswartung
Begrenzte Wandfläche	Wände frei von Heizkörpern
Keine Batterieintegration	20 kWh Batteriespeicher
Heizung mit fossilen Brennstoffen	Strategie der vollelektrischen Heizung
Keine Solareinbindung	Photovoltaik geplant

Vorbereitung für zukünftige Photovoltaik

Zum Zeitpunkt der Erfassung der winterlichen Stromrechnungen war noch keine Photovoltaikanlage installiert.

Der Hauseigentümer plant, in Zukunft Solarmodule auf dem Dach zu installieren.

Nach der Installation wird das Solarsystem in der Lage sein:

• einen Teil des Strombedarfs des Haushalts tagsüber zu decken;
• den Strombezug aus dem Netz zu reduzieren;
• die Batterie mit überschüssigem Solarstrom zu laden;
• die Heizung bei geeigneten Lichtverhältnissen zu unterstützen;
• den Eigenverbrauch an selbst erzeugtem Strom zu erhöhen.

Die Solarstromerzeugung variiert je nach Jahreszeit und Wetter. Es sollte nicht davon ausgegangen werden, dass die Dachanlage den gesamten winterlichen Heizbedarf deckt, aber sie kann den jährlichen Netzstromverbrauch senken und die Gesamtleistung des vollelektrischen Energiesystems verbessern.

Installationskosten

Materialien: 3.295,63 £

Installation: 1.395,00 £

Gesamtkosten der Installation: 4.690,63 £, inklusive Materialien und lokaler Installation.

Ergebnisse

Das abgeschlossene Projekt hat zu Folgendem geführt:

• vollständiger Ausbau des Gaskessels;
• keine wandmontierten Heizkörper;
• kein wassergeführtes Heizungssystem;
• verdeckte Deckenheizung;
• acht unabhängig steuerbare Zonen;
• acht intelligente Thermostate;
• geplante Heizzeiten von bis zu acht Stunden pro Tag;
• eine Gesamtanschlussleistung von 7,4 kW;
• verifizierter maximaler winterlicher Stromverbrauch des Haushalts von ca. 35 kWh pro Tag;
• geschätzter Heizbedarf von ca. 21 kWh pro Tag;
• ein 20-kWh-Batteriespeicher mit ca. 18 kWh nutzbarer Kapazität;
• kostengünstigere nächtliche Batterieladung;
• Vorbereitung für zukünftige Photovoltaik;
• mehr nutzbare Wandfläche;
• reduzierter Wartungsaufwand für die mechanische Heizungsanlage.

Wichtiger Hinweis zur Datenlage

Der Wert für den maximalen winterlichen Stromverbrauch von ca. 35 kWh pro Tag basiert auf den Stromrechnungen der Immobilie.

Die geschätzte Aufteilung von 60 % auf die Raumheizung basiert auf den Heizplänen, dem Betrieb der Thermostate und den sonstigen Stromlasten des Haushalts. Sie basiert nicht auf einer separaten Unterzähler-Messung für die Heizung.

Die Kostenberechnungen basieren auf Stromtarifen von:

• ca. 7p/kWh für die nächtliche Aufladung;
• ca. 26p/kWh für den Stromverbrauch am Tag.

Die Berechnungen schließen Grundgebühren aus, da diese unabhängig vom installierten Heizsystem anfallen.

Batteriewandlungsverluste, Reserveeinstellungen und Tarifschwankungen können die tatsächlichen Kosten ebenfalls beeinflussen.

Fazit

Diese Fallstudie zeigt, wie ein 100 m² großes Haus von einem traditionellen Gaskessel auf ein vollelektrisches, unsichtbares Deckenheizsystem umgestellt wurde.

Das Objekt nutzt nun 500 mm iH405 Infrarot-Heizfolien mit einer Gesamtanschlussleistung von 7,4 kW, unterteilt in acht unabhängig steuerbare Zonen.

Obwohl das System 7,4 kW liefern kann, wenn alle Zonen Wärme anfordern, arbeitet es nicht kontinuierlich bei voller Leistung. Stromrechnungen zeigen, dass der maximale winterliche Gesamtstromverbrauch des Haushalts bei ca. 35 kWh pro Tag lag, inklusive Heizung und jedem anderen Strombedarf der Immobilie.

Es wird geschätzt, dass die Heizung ca. 21 kWh pro Tag verbraucht, was einer durchschnittlichen Einschaltdauer von etwa 35 % während der geplanten achtstündigen Heizperiode entspricht.

Durch das nächtliche Laden von ca. 18 kWh nutzbarer Batteriekapazität zu 7p/kWh reduzieren sich die beispielhaften maximalen täglichen Stromkosten des Haushalts von etwa 9,10 £ auf ca. 5,68 £.

Die geplante Ergänzung durch eine Photovoltaikanlage wird die umfassendere Strategie des Hauseigentümers vervollständigen, elektrische Heizung, Batteriespeicher und erneuerbare Energien vor Ort zu kombinieren.

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Jede Immobilie hat unterschiedliche Heizanforderungen. Die Grundfläche allein reicht nicht aus, um die korrekte installierte Leistung zu spezifizieren.

iHelios konzipiert unsichtbare Infrarot-Decken- und Fußbodenheizungssysteme unter Berücksichtigung von Raummaßen, Konstruktionsdetails, Verglasung, Dämmung, gewünschten Temperaturen und dem raumspezifischen Wärmebedarf.

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