Wärme gelangt in drei Schritten vom Kessel zum Raum: vom Brennstoff ins Wasser, mit dem Wasser durch die Rohre und von der Heizfläche in die Raumluft. Die Physik des Wassers (Wärmekapazität, Wasserstoffbrücken, Oberflächenspannung) ist gut bekannt. Ob und wie stark ein Zusatz diese Vorgänge in einer echten Anlage verändert, klärt nur eine Messung. Deshalb trennen wir hier Lehrbuchwissen, Herstellerangabe und Gemessenes.
Physikalische Grundlagen, die allgemein bekannt und unabhängig vom Produkt sind.
Was in Fallstudien und Untersuchungen als Einsparung gemessen wurde.
Der beschriebene Wirkmechanismus eines Produkts, den wir nicht selbst überprüft haben.
Der Weg der Wärme: vom Kessel in den Raum
Eine wassergeführte Heizung transportiert Wärme in einem geschlossenen Kreislauf. Drei Übergänge entscheiden darüber, wie viel Wärme ankommt:
- Brennstoff oder Wärmequelle zu Wasser. Im Kessel oder Wärmetauscher geht die Wärme durch eine Metallwand ins Heizungswasser über.
- Transport durch Rohre. Die Pumpe bewegt das warme Wasser zu den Heizflächen. Unterwegs gibt es Wärmeverluste an die Umgebung.
- Heizfläche zu Raumluft. Das Wasser gibt die Wärme über die Wand von Heizkörper oder Fußbodenheizung an den Raum ab, überwiegend durch Konvektion und Strahlung.
Lehrbuchwissen: Der Übergang von der Heizfläche an die Raumluft ist meist der Engpass, weil Luft Wärme deutlich schlechter aufnimmt als Wasser. Die Wasserseite ist an dieser Stelle in der Regel weniger begrenzend.
Wasser als Wärmeträger
Wasser ist ein guter Wärmeträger, weil es viel Wärme speichern kann. Seine spezifische Wärmekapazität liegt bei rund 4,2 kJ/(kg·K). Das heißt: Um ein Kilogramm Wasser um ein Grad zu erwärmen, braucht es rund 4,2 Kilojoule. Wie viel Wärme das Wasser pro Zeit transportiert, hängt außerdem vom Volumenstrom und von der Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur ab, also von der Hydraulik der Anlage und nicht allein von den Eigenschaften des Wassers.
Wasserstoffbrücken und Oberflächenspannung
Wassermoleküle sind polar. Sie ziehen einander über Wasserstoffbrücken an, die sich ständig lösen und neu bilden. Im Inneren der Flüssigkeit heben sich die Kräfte auf. An der Oberfläche fehlt der Nachbar nach außen, deshalb wirkt eine Kraft nach innen. Das nennen wir Oberflächenspannung.
Lehrbuchwissen: Bei 20 °C beträgt die Oberflächenspannung von reinem Wasser rund 72 mN/m. Sie sinkt mit steigender Temperatur, bei 80 °C liegt sie bei rund 63 mN/m. Tenside, wie sie etwa in Spülmittel vorkommen, lagern sich an der Oberfläche an und senken die Oberflächenspannung deutlich.
Benetzung und Blasen an der Heizfläche
Wie gut eine Flüssigkeit eine feste Oberfläche benetzt, beschreibt der Kontaktwinkel. Ein kleiner Winkel bedeutet, dass die Flüssigkeit sich flach auf der Fläche verteilt. Eine geringere Oberflächenspannung kann die Benetzung verbessern. An rauen Metallflächen können kleine Gaseinschlüsse haften bleiben. Gas leitet Wärme viel schlechter als Wasser (Luft rund 0,026 W/(m·K), Wasser rund 0,6 W/(m·K)). Deshalb wirken Luftblasen an einer Heizfläche wie eine dünne Dämmschicht.
Das ist der Grund, weshalb Entlüften und eine saubere, spülbare Anlage in der Praxis wichtig sind, unabhängig von jedem Zusatz.
Wo die Grenzen liegen
Ein verbesserter Wärmeübergang an einer Stelle bedeutet nicht automatisch weniger Verbrauch im ganzen Haus. Der Heizenergiebedarf hängt von vielen Faktoren ab:
- Gebäudehülle und Dämmung
- Heizkurve und Regelung (Heizkurve richtig einstellen)
- Hydraulischer Abgleich (Kosten und Förderung)
- Zustand des Heizungswassers, Entlüftung, Spülung
- Nutzerverhalten und Wetter
Deshalb sind einzelne physikalische Effekte kein Beleg für eine bestimmte Einsparung. Aussagen wie „kürzere Aufheizzeit“ oder „höherer Wirkungsgrad des Kessels“ sind Vermutungen, solange sie nicht an der konkreten Anlage gemessen wurden.
Wirkprinzip laut Hersteller
Herstellerangabe: Nach Angaben des Herstellers verändert der Heizungs-Finisher die Oberflächenspannung des Heizungswassers. Dadurch soll das Wasser die Heizflächen besser benetzen und Wärme leichter abgeben. Das ist eine Beschreibung des Herstellers. Wir haben sie nicht selbst überprüft, und uns liegt keine unabhängige Untersuchung dieses Mechanismus vor.
Was gemessen wurde
Gemessene Ergebnisse: In unseren Fallstudien lag die Einsparung bei 13,8, 14,7 und 15,9 Prozent Heizenergie, jeweils im wetterbereinigten Vergleich über 4 + 4 Wochen. Im Feldversuch mit Kontrollgruppe waren es rund 14 Prozent. Dabei kam der Effekt zusätzlich zu einer Anlagenspülung zustande. Die Spülung allein brachte in diesem Versuch 7,4 Prozent.
Eine Einsparung zeigt, dass sich der Verbrauch verändert hat. Sie zeigt nicht, auf welchem physikalischen Weg das passiert ist. Alle Details, Quellen und Grenzen stehen auf der Seite Nachweise und Studien, die Fälle auf Fallstudien. Ein Ergebnis hängt von Heizsystem, Gebäude und Nutzung ab und ist keine Garantie.
Häufige Fragen
Warum hat Wasser eine Oberflächenspannung?
Wassermoleküle ziehen sich über Wasserstoffbrücken gegenseitig an. An der Oberfläche fehlt der Nachbar nach außen, deshalb wirkt eine Kraft nach innen. Bei 20 °C beträgt die Oberflächenspannung von Wasser rund 72 mN/m, sie sinkt mit steigender Temperatur.
Verbessert eine geringere Oberflächenspannung automatisch die Wärmeübertragung?
Nicht automatisch. Sie kann die Benetzung von Oberflächen verbessern. Wie stark sich das auf den Verbrauch einer ganzen Heizungsanlage auswirkt, lässt sich nur durch Messung klären.
Ist der Wirkmechanismus des Heizungs-Finishers unabhängig bewiesen?
Nein. Das beschriebene Wirkprinzip ist eine Herstellerangabe. Uns liegt keine unabhängige Untersuchung des Mechanismus vor. Gemessen wurden Einsparungen, die den Mechanismus aber nicht beweisen.
Welche Einsparungen wurden gemessen?
In Fallstudien von Kundinnen und Kunden 13,8 bis 15,9 Prozent weniger Heizenergie, im Feldversuch mit Kontrollgruppe rund 14 Prozent. Das sind Einzelwerte und keine Garantie für Dein Haus.