Heizung optimieren

Ein Gebäude gibt im Winter andauernd Wärme an die kalte Umgebung ab. Dieser Verlust muss durch eine Heizung ausgeglichen werden. Wer nun das Problem Heizen allein mit Hilfe der Energie erklären will, greift zu kurz: die Heizung hat primär den Verlust an Entropie auszugleichen, die Energie ist in der Thermodynamik wie in allen Zweigen der Physik nur eine Buchhaltungsgrösse.

Nachfolgend wird der Heizprozess idealisiert dargestellt. Das zu beheizende Gebäude sei ein homogener Körper der Temperatur T, dem ein thermischer Energiestrom der Stärke I_W zugeführt werden muss, damit er gleich warm bleibt. Der damit verbundene Entropiestrom ist dann gleich

[math]I_S=\frac{I_W}{T}[/math]

Der zufliessende und im stationären Zustand an die Umgebung abfliessende Entropiestrom ist bei einer Temperatur von 300 K und einem Energiestrom von 30 kW gleich 100 W/K.

Fossiler Brennstoff

Im Ofen einer Zentralheizung reagieren fossile Brennstoffe (Kohle, Erdöl, Erdgas) mit dem Sauerstoff der Luft und setzt dabei eine grosse Menge Energie (Verbrennungsenthalpie oder Brennwert) frei. Dabei wird auch eine grosse Mengen Entropie erzeugt. Ein Teil der erzeugten Entropie geht mit den Rauchgasen über das Kamin weg, der Rest dient dem Heizen. Auf dem Weg vom Ofen bis zu den zu beheizenden Räumen bleibt die Energie erhalten und die Entropie nimmt stetig zu. Im Idealfall enspricht der Brennwert pro Zeit (Verbrennungsleistung) dem in die Räume fliessenden Energiestrom. Um die Entropie muss man sich in diesem Fall nicht kümmern.