Mehrere Holzkuben mit Öffnungen an zwei gegenüberliegenden Seiten. In der Mitte jeweils ein kompakter PC-Ventilator.

Der WärmeWürfel – nichts als heiße Luft!

Nach dem Aufdrehen eines Heizkörpers dauert es eine ganze Weile bis sich die Wärme im Zimmer verteilt und spürbar ist. Gibt es eine Möglichkeit, dies zu beschleunigen und so die Wärme besser zu nutzen? Im Rahmen des BundesUmweltWettbewerbs habe ich mich mit dieser Frage auseinandergesetzt.

Ein Junge arbeitet an vier Ventilatoren, die über einem Heizkörper festgeklebt sind. Kabel laufen von den Ventilatoren zu einem Strang zusammen.
Aufbau der ersten Versuche

Um den Prozess des Aufheizens zu beschleunigen, muss die Durchmischung der Zimmerluft gefördert werden. Dazu habe ich zahlreiche Versuche mit kleinen Ventilatoren gemacht, die ich auf und unter dem Heizkörper platziert habe.

Mithilfe elektronischer Messsonden, die an festen Standorten angebracht waren sowie einem Speichergerät, das alle 20 Sekunden die Raumtemperatur aufzeichnete, konnte ich die Erwärmung genau dokumentieren. Die einzelnen Versuchsaufbauten unterschieden sich in Anzahl und Anordnung der Ventilatoren. So konnte ich Vergleiche zwischen verschiedenen Lüftern und Positionen ziehen. Das beste Ergebnis brachten 4 Lüfter, von denen zwei auf der Heizung und zwei unter der Heizung angebracht waren.

Ein Junge hockt auf dem Boden eines Zimmers, im Hintergrund eine Heizung mit angeklebten Ventilatoren. Er betrachtet ein Messgerät auf dem Boden, zu dem aus verschiedenen Richtungen des Zimmers lange Kabel zusammenlaufen.
Messung der Raumtemperatur

Sie wurden alle mit einer Spannung von 12 Volt bei einer Stromstärke von 0,28 Ampere betrieben und brachten während der Messzeit eine Raumlufterwärmung um 6,5 °C. Dieses Ergebnis deutet auf eine gute Luftzirkulation und Wärmeverteilung im Raum hin. Die Lüfter erzeugen einerseits einen beschleunigten Luftstrom durch den Heizkörper von kalter Luft von unten und die beiden auf der Heizung stehenden Ventilatoren verteilen die warme Luft zusätzlich im Raum. Im Vergleich erhöhte sich die Temperatur ganz ohne Ventilatoren im gleichen Zeitraum nur um 3,2 °C.

Nachteilig ist jedoch die höhere Lautstärkeentwicklung beim Einsatz von mehr oder stärkeren Lüftern. Daher überlegte ich, wie der Einsatz der Ventilatoren optimiert werden könnte: Um die Lüfter stabiler, kippsicher und etwas weniger hitzeempfindlich zu machen, fertigte ich ein Gehäuse aus dünnem Sperrholz. Dieses ist an 4 Seiten geschlossen, die offenen Seiten sicherte ich mit einem Gitter aus Holzstäbchen, sodass man nicht aus Versehen in den Ventilator greifen kann.

Eine geätzte Platine mit unter Anderem einem Thermowiderstand, zwei Potentiometern, einem Kondensator, einem Transistor und Widerständen.
Der Thermoschalter

Weiterhin brachte ich einen Thermoschalter an, damit sich der angeschlossene Ventilator sich nur bei Bedarf einschaltet. Für den Benutzer bedeutet das, dass er den Ventilator nur einmal an die Steckdose anschließen muss. Der wärmeempfindliche Schalter betätigt den Ventilator, sobald die Heizung Wärme abgibt und schaltet ihn wieder aus, wenn der Heizvorgang beendet und die Heizung abgekühlt ist. Da der Ventilator nur während des Heizvorgangs betrieben wird, verbraucht er auch nur dann Strom. Diese „WärmeWürfel“  sind leise und energiesparend.

Drei PC-Ventilatoren, eingefasst in kubische Holzverkleidungen mit schmalen Gitterstäben vor den offenen Seiten vorn und hinten.
Die fertigen WärmeWürfel

Nach meinen Tests und den Erfahrungen im eigenen Haushalt denke ich, dass bei Anwendung des WärmeWürfels Energie gespart werden kann. Besonders für Räume, die nicht durchgängig benutzt werden, wie zum Beispiel Klassenzimmer oder Büros kann das sehr hilfreich sein. Durch die wesentlich kürzere Aufheizzeit der Raumluft lohnt es sich, die Heizung weniger stark aufzudrehen oder sie ganz auszustellen, wenn der Raum nicht genutzt wird. Das Aufheizen ist deutlich verkürzt, so dass erst eine gute halbe Stunde vor Nutzung des Raums mit dem Heizen begonnen werden muss (natürlich abhängig von der Raumgröße und der Leistung der Heizkörper). So lohnt eine Nachtabsenkung oder ein Ausschalten während des Wochenendes besonders in öffentlichen Gebäuden.

Da der WärmeWürfel, falls er mit einem Thermoschalter ausgestattet ist, auch nur während der Heizphase Strom verbraucht und dieser Verbrauch sehr gering ist, kann sich eine deutliche Energieersparnis ergeben.

Link zum VideoDer Film zum WärmeWürfel
Der Film zum WärmeWürfel. (Schnitt: Phil Marvin Bussemas)

Das Video zum Wärmewürfel