Die Erwärmung ist die Aktion der Übertragung der Wärmeenergie auf ein Objekt, Material oder die Umgebungsluft. Dabei wird unterschieden zwischen Heizen für häusliche Zwecke thermischen Komfort (Raumheizung, aus Wasserheizung , usw. ) und Erhitzen für industrielle Zwecke (Beheizung von mechanischen Teilen, industrielle Prozesse , usw. ).
Thermische Behaglichkeit wird hauptsächlich durch die Beheizung der Räumlichkeiten und Wohnräume sowie durch die Erwärmung des Wassers ( Warmwasser , auch die Heizung von Schwimmbad Wasser )
Die Behaglichkeitsheizung dient der Erhaltung oder Verbesserung der Bedingungen einer angenehmen Atmosphäre für Lebewesen in geschlossenen Räumen, die Wohnräume darstellen (Gebäude, Innenräume von Verkehrsmitteln, Schwimmbäder usw. ). Ziel des Heizens ist es, den thermischen Komfort eines Wohnraums zu verbessern .
Ein Heizsystem verbraucht Energie in einer Form und gibt sie als Wärme ab .
Im weiteren Sinne bezeichnet der Begriff Heizung auch alle Systeme , die die Erwärmung eines Wohnraums oder eines Herstellungsprozesses gewährleisten sollen.
Die Domestikation des Feuers durch Homo erectus ist vor etwa -450.000 Jahren bezeugt, insbesondere an den Fundstellen von Menez Dregan in Plouhinec in der Bretagne , Bilzingsleben in Deutschland oder Vértesszőlős in Ungarn und neuerdings Terra Amata bei Nizza . Ein israelisches Team verfolgt die ältesten Spuren der Domestikation des Feuers bis -790.000 Jahre am Standort von Gesher Benot Ya'aqov am Ufer des Jordans .
Es wurde wahrscheinlich zuerst als Brennstoff verwendet , das Holz , Moos und andere trockene Pflanzen. Bei Holzknappheit oder -knappheit könnte es durch den Kot pflanzenfressender Tiere ersetzt werden (wie während der Französischen Revolution). In China wird seit jeher Kohle gefördert .
In Frankreich ist die Verwendung von Holz noch ganz allgemein den XIX th Jahrhundert , aber der hohe Preis der gegebene Koks und Kohle kommt jeden Tag für einen größeren Anteil am Verbrauch.
Der Kamin ist den Römern bekannt, die ihn in Hypokausten verwenden , einer griechischen Erfindung, der ersten Fußbodenheizung, bei der sich der Kamin außerhalb des Gebäudes befindet und die Luft unter den Boden eingespritzt wird. Es wird in den Thermalbädern von Gortyne , Olympia , Syrakus ab 300 v. Chr. verwendet. AD Für häusliche Zwecke, wir benutzen nicht oft: da in ihren Ruinen ist Pompeji und Herculaneum , völlige Fehlen von Schornsteinen, die dass die Pompeianer wie viele Neapolitaner, noch in beweist XIX ten Jahrhunderts, haben Rückgriff auf die brazier , manchmal Handy , die Gase entweichen durch eine im Deckel weggelassene Fliese .
Es ist vielleicht in nördlicheren Breiten, wo eine Heizung mehr Berechtigung hat, dass der Schornstein auftaucht. Wie dem auch sei, nimmt er die XI - ten Jahrhundert zu sehen , wie sie auf jeden Fall Teil der Architektur abzufeuern. Die ersten Schornsteine nutzten nur Strahlungswärme, verursachten einen erheblichen Bedarf an kalter Außenluft, wurden nur teilweise entraucht und konnten nur Personen heizen, die sich in unmittelbarer Nähe des Kamins befanden. Der Schornstein wird nach und nach verbessert, wird aber nie ein sehr effizientes Heizelement sein.
In 1619 erscheint die erste vollständige Arbeit an Öfen durch veröffentlichten Franz Kessler (de) . Sein kurioses Werk weist seit dieser Zeit auf alle in Deutschland verwendeten Heizprinzipien hin.
Im Jahr 1624 ein Werk von Louis Savot erschien in Frankreich , in dem wir die Isolierung des Kamins an der Wand und die Verwendung von Wärmekammern zu sehen. Bei der Gestaltung der Schornsteine wurden wenig Fortschritte gemacht . Die Bemühungen um die XIX - ten Jahrhundert Fokus auf eine vollständige Isolierung des Hauses, die Multiplikation von Heizflächen und insbesondere jene der Übertragung, die Außenluft in Kontakt mit dem Rauch vorgewärmt eingeführt wird .
In Frankreich hatten viele ländliche Häuser der Neuzeit keinen echten Kamin, oft boten sie den Bewohnern nur einen einfachen Kamin, der auf dem Erdboden installiert war. Wurde der Ofen in Deutschland häufig genutzt, blieb er in Frankreich seltener, wo der Kamin bevorzugt wurde. Dieser Trend hielt bis zum Ende des XVIII - ten Jahrhunderts , aber am Vorabend der Revolution , immer mehr Häuser für die Heizung Herd entschieden, der den Vorteil, nicht durchdringt den Haus Geruch Rauch hatte.
Aus der XVIII - ten Jahrhundert, die Energie der Wasserheizung Produktmotoranwendungen in Dampfmaschinen .
Im XIX - ten Jahrhundert kann eine Wohnung gewöhnlicher Haushalt durch seine Zirkulation Evakuierung von 1 000 800 bestimmt werden m 3 Luft pro Stunde und leider ist dies die Hauptrolle von Kaminen, die Lüftung . Allerdings ist dieser Luftabzug nach außen und damit die Abkühlung der Räume umso erheblicher, je aktiver die Heizung arbeitet. Selten reichen die in mehr oder weniger umgangenen Rohrsystemen eingebauten Außenlufteinlässe aus, um die Verbrennung zu versorgen und die aus dem Rauchrohr aufsteigende Luft zu ersetzen. Es sind immer die Türen und Fenster, die für die nötige zusätzliche Luft sorgen.
Die allererste Elektroheizung stammt aus dem Jahr 1912 und wird in Deutschland von den Werkstätten bernhard stadler Paderborn hergestellt. Es ist jetzt im Wolfsonian-FIU Museum in Miami ausgestellt.
Im Jahr 1847 wurden die Brennstoffe, die in den Herden von Dampfmaschinen usw. , sind drei an der Zahl: Holz , Torf und Kohle . Es gibt also drei Brennstoffe, aus denen durch "Verkohlung" (eigentlich Pyrolyse ) drei neue Brennstoffe entstehen: Holzkohle , Torfkohle und Steinkohle oder Koks .
In 1857 , das war die Ölindustrie in geboren Rumänien , mit der ersten Raffinerie in Ploieşti . Das Öl wird nach und nach zum Heizen verwendet, ab 1960 das Erdgas .
Im Jahr 1870 wurden als Brennstoffe zum Heizen (mit ihren Brennwerten pro Kilo) Steinkohle ( 8.000 Kalorien), agglomerierte Kohlebriketts ( 8.000 Kalorien), Koks aus Gasfabriken ( 7.000 bis 7.500 Kalorien). ), gegerbte Brocken (Restprodukt) verwendet , eine Art Sägemehl aus der Herstellung von pflanzlich gegerbtem Leder und dient als billiger Brennstoff, 5.000 Kalorien), trockenes Holz ( 3.500 Kalorien) oder gewöhnliches ( 3.000 Kalorien), Holzkohle ( 6000 Kalorien), Anzündgas ( Kohlengas ) ( 6000 Kalorien pro Kubikmeter), Erdöl ( 8000 Kalorien).
Der Anfang des XX - ten Jahrhunderts durch die Beherrschung der Dampftechnik und den ersten Dampfkessel sind ausgestattet Mehrfamilienhäusern geprägt ist.
In den 1910er Jahren der erste Solar-Warmwasserbereiter erschien in den Vereinigten Staaten und mit ihnen den ersten Solaranlagen.
Zentralheizungssysteme (Warmwasser) werden nach und nach Heizungen mit Dampf ersetzen.
In den 1960er Jahren , elektrische Heizung auch erschienen. Anfänglich sehr energieintensiv mit elektrischen Konvektoren, entwickelt es sich rasant, und die Hersteller stellen sich technisch immer ausgefeiltere Geräte vor. Dies ist bei der von der Natur inspirierten elektrischen Trägheitsheizung der Fall, der Heizkern (Keramik, Gusseisen usw.) wird erhitzt und speichert Wärme. Der Trägheitsstrahler erwärmt sich daher durch Strahlung, indem er die angesammelte Wärme zerstreut. Im Gegensatz zum elektrischen Konvektor ermöglicht die elektrische Trägheitsheizung eine ziemlich stabile Erwärmung.
Der Ölschock wird eine starke Entwicklung der erneuerbaren Energien und insbesondere der Solarthermie zwischen 1973 und 1985 ermöglichen.
Die Verknappung und Verteuerung fossiler Brennstoffe, die Heizungsanlagen frei oder erneuerbare Energien wie Einbau Solar , die Geothermie , ist eine deutliche Erscheinung zu Beginn unseres XXI ten Jahrhundert . Die Notwendigkeit, den Verbrauch von energieemittierenden Schadstoffen und insbesondere von CO 2 . zu reduzieren, ist mit der Erhaltung der Ressourcen des Planeten für zukünftige Generationen verbunden . Dann taucht das Konzept der nachhaltigen Entwicklung auf. Auch Frankreich investiert viel in Heiztechnik; Französische Hersteller investieren beispielsweise in den Holzpellet- Heizprozess .
In den 2000er Jahren tendierte die europäische Gesetzgebung dazu, die Entwicklung des Marktes für Heizkostenverteiler zu erzwingen .
Ein Heizsystem arbeitet mit Primärenergie, die fossilen Ursprungs sein kann (wir sprechen von fossilen Brennstoffen wie Heizöl , Kohle , Erdgas , Flüssiggas oder Flüssiggas ) oder die zur Stromerzeugung genutzt wurde (aus Kernkraftwerken , hydraulische Staudämme , sogar mit fossilen Brennstoffen betriebene Wärmekraftwerke usw.).
Die erneuerbaren Energien wie Holzenergie , die Sonne , die Geothermie , usw. sind auch Quellen zum Heizen.
Die Brennstoffe können unterteilt werden in Brennstoffe fester Zustand, flüssige Brennstoffe , gasförmige Brennstoffe . Jedem Zustand entspricht eine bestimmte Art der Lagerung und des Transports sowie besondere brand- und sanitäre Vorkehrungen und besondere Arten von Heizgeräten ( Boiler oder Warmwasserbereiter , Brenner , Heizkörper usw. ).
Die an der Zapfsäule (Heizölpumpe, Kubikmeter, Stromzähler, Gaszähler) verbrauchte und gezählte Energie wird als „ Endenergie “ bezeichnet.
Die benötigte Energie stammt in der Regel aus verschiedenen unten beschriebenen Quellen.
Zu einer Heizungsanlage gehören notwendigerweise:
Im ersten Fall überträgt der Strahler seine Wärme durch Konvektion und/oder Strahlung. Im zweiten Fall ist es ein Ventilator, der die Luft durch eine heiße Spule pulsiert und die Wärme durch Recycling und Luftbewegung an die Umgebung abgibt.
Diese beiden Elemente können möglicherweise verwechselt werden (z. B. ist eine Flamme eine Wärmequelle; sie gibt diese Wärme auch direkt in Form von Strahlung ab . Ein anderes Beispiel ist ein elektrischer Konvektor, der seine Wärme erzeugt und abgibt.
Ein Heizsystem kann auch umfassen:
Der Zusammenhang zwischen Außentemperatur und Innentemperatur ist durch eine Heizkurve oder ein Wassergesetz gegeben . Einige Installationen werden über eine Heizkurve geregelt, die es ermöglicht, die Heiztemperatur aus der Außentemperatur zu bestimmen. In dem häufigen Fall, in dem das Kühlmittel Wasser ist, wird die Heizkurve allgemein als Wassergesetz bezeichnet .
| Beispiele für Heizkurven mit Steigung 1,9 und 1,8. |
Raumheizung soll eine bestimmte Temperatur und/oder Behaglichkeit in einem geschlossenen oder offenen Raum gewährleisten. Es gibt mehrere Heizsysteme:
Die Wärmeträgerflüssigkeit kann sein:
Um die aktuellen Energiepreise zu verfolgen, stellt das französische Ministerium die Pégase-Datenbank zur Verfügung.
In 2009 :
Im Januar 2011:
Im Dezember 2013:
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Das Heizsystem ermöglicht es auch, den Feuchtigkeitsgehalt der Luft in einem Gebäude zu kontrollieren. Entgegen mancher Meinung ist die Luftfeuchtigkeit nicht von der Art der installierten Heizung abhängig, d. h. von den Gerätetypen, die zur Erwärmung der Umgebungsluft verwendet werden, wie Dampfheizungen, Warmwasserheizungen oder Elektroheizungen, sowie Materialien, aus denen die Wände bestehen oder die sich im Gebäude befinden. Diese Luftfeuchtigkeit hängt hauptsächlich von drei Phänomenen ab:
Darüber hinaus können wir mit dieser Erneuerungsrate und der Geschwindigkeit, mit der diese Änderung auftritt, die Menge der Außenluft berechnen, die das Gebäude infiltriert.
Um eine konstante Luftfeuchtigkeit im Gebäude zu gewährleisten, kann es sinnvoll sein, eine Wasserdampf-Injektionsanlage zu installieren, entweder durch Verdampfung oder durch Verdunstung oder in Form von Dampf. Es ist wichtig, eine gute Wasserqualität zu verwenden, da Verunreinigungen unweigerlich in die Umgebungsluft gelangen. Um die Raumluftfeuchte zu senken, kann umgekehrt der Volumenstrom der kontrollierten mechanischen Lüftung (CMV) erhöht werden, um die Absaugung der feuchten Luft zu beschleunigen.
Die ideale Luftfeuchtigkeit muss auch entsprechend der architektonischen Zusammensetzung der Wände und ihres Wärmewiderstands sowie der Lage eventueller Dampfsperren definiert werden.
Bei einer zu hohen Luftfeuchtigkeit kommt es an den kalten Wänden zu Kondensation, wenn deren Temperatur gleich oder niedriger als die Taupunkttemperatur ist . Dies ist bei schlecht isolierten (ungefütterten) Verglasungen häufig zu beobachten.
Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit kann auch die Ursache für Wasserabfluss sein, der fälschlicherweise von einer Undichtigkeit im Dach herrührt, tatsächlich aber auf Kondensation zurückzuführen ist, die auf dem Dachboden oder an den Wänden auftritt das Gebäude. Ebenso tritt manchmal Kondenswasser an den Fenstern eines Raumes auf.
Das Auftreten von Pilzen auf der Oberfläche einer Außenwand kann auch durch die innere Feuchtigkeit des Gebäudes verursacht werden. Daher ist es sinnvoll, den Feuchtigkeitsgehalt der in einem Gebäude enthaltenen Luft zu regulieren, wenn wir uns vor Schäden in Gebäuden (hauptsächlich renovierten) schützen wollen, die ihre Bauherren nicht gemäß den Vorkehrungen ausgestattet haben, um eine ausreichende Luftfeuchtigkeit.
Heizung ist eine Tätigkeit , die eine bedeutende hat Umwelt Auswirkungen : Im Jahr 2001, „Wohn- und tertiär“ Verwendungen vertreten 20% der Gewächshausgasemissionen (Ursache für die globale Erwärmung ) und Erhitzen von Wohnungen und Arbeitsplätzen stellt 75% dieses 20%, so. 15% der Gesamtsumme.
Diese Auswirkungen unterliegen teilweise der Kontrolle des Einzelnen: Jeder kann die Temperatur in seinem Zuhause nach Belieben regulieren und kann daher entscheiden, seine persönlichen Auswirkungen zu begrenzen. Eine Temperatursenkung um 1 °C reduziert den Verbrauch um 7 bis 10 %.
Diese Temperatur von 19 °C liegt auch über den medizinischen Empfehlungen (von gestern): 16 bis 17 °C in Büros und Klassenzimmern.
Die Auswahl der Energiequelle Erwärmung hat eine Umweltbelastung: fossile Brennstoffe oder erneuerbare Energie , mit oder ohne Gewächshausgasemissionen . Elektrische Heizung emittiert im Vergleich zu Gas in Frankreich etwas weniger (180 g CO 2/ kWh gegenüber 195) und dreimal mehr Emittenten in Europa ( 500 bis 600 gegenüber 195).
Heizen hat nicht nur einen ökologischen Einfluss auf die Treibhausgasemissionen, sondern kann auch gesundheitliche Auswirkungen haben. Dies gilt insbesondere für Feinstaubemissionen aus Heizverfahren, die auf der Verbrennung fossiler oder erneuerbarer Brennstoffe basieren. In der französischen Festland, Holzheizung ist der Haupt Emitter von feinen Partikeln ( Modell: PM25 ) und der Mehrheit Emitter von sehr feinen Teilchen ( Modell: PM10 ), die gefährlichsten für die Gesundheit. Es ist auch ein Hauptemittent von giftigen oder krebserregenden Verbindungen wie PAKs ( polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe ) und Benzol , die selbst von diesen Partikeln transportiert werden (Quelle Citepa ). Besondere Aufmerksamkeit wird diesem Thema im „Partikelplan“ gewidmet, der in die zweite Fassung des Nationalen Gesundheits- und Umweltplans (PNSE 2) integriert ist. Der Ausbau der Holzenergie im Rahmen der Förderung erneuerbarer Energien lässt in der Tat eine Verschärfung der Belastung durch Partikel (und was sie transportieren) befürchten. Daher ist es wichtig, erneuerbare Energien nicht mit sauberer Energie zu verwechseln.
Die Wärmepumpe (CAP) wird von Händlern als umweltfreundliches Heizmittel präsentiert. Wir müssen unterscheiden: Luft/Luft- oder Luft/Wasser-Wärmepumpe: Mit Strom werden Kalorien zeitweise von außen ins Haus transportiert. Erdwärmepumpe: Wenn es sich um Tiefengeothermie handelt, beschleunigen wir mit Strom die Übertragung von Kalorien aus dem Untergrund in die Atmosphäre über das Haus. Wenn es sich um Oberflächengeothermie handelt, handelt es sich um aufgeschobene Sonnenenergie mit Strom. Abgesehen von der höheren Effizienz der Geothermie können wir also davon ausgehen, dass die tiefe Geothermie die größten ökologischen Auswirkungen hat und dass Wärmepumpen eine Form der elektrischen Heizung mit verbessertem Wirkungsgrad sind. Der wesentliche Punkt ist daher der der Quelle des verwendeten elektrischen Stroms.
Geothermie kann bei Undichtigkeiten oder Rohrbrüchen mit Wärmeträgerflüssigkeiten zu einer Grundwasserverschmutzung führen.
Werden diese Maschinen im Freien aufgestellt, können sie für einen selbst oder für die Nachbarschaft (die keinen Gegenwert erhält!) eine lästige Lärmbelästigung verursachen. Die oben erwähnte Viessmann-Pumpe macht 70 dB am Ausgang, andere geben verschiedene Werte an, oft unter anderen Bedingungen: bei 1 m , bei 5 m , bei 10 m . Es muss berücksichtigt werden, dass die Pumpe Tag und Nacht intermittierend läuft und nachts sogar 40 dB störend sind. Es gibt auch niederfrequente Geräusche (Lüfter) ab, die durch Isolierung und Doppelverglasung dringen können. Schließlich kann der tatsächliche Geräuschpegel stark vom Katalogwert abweichen.
Heizungsanlagen mit Solarthermie nutzen die Strahlungsenergie der Sonne zur Wärmeerzeugung. Sonnenkollektoren fangen dann die Sonnenenergie ein und erhitzen eine Wärmeträgerflüssigkeit, die dann im Wärmenetz zirkuliert. Es gibt verschiedene Technologien von Sonnenkollektoren, die mehr oder weniger effizient sind: