Warmwasserheizungen nutzen das Prinzip der Wärmeströmung. Das Wasser wird dabei durch eine Wärmequelle erwärmt und dann mithilfe von Pumpen zu den jeweiligen Heizkörpern transportiert. Es handelt sich im Heizungssystem also um eine sogenannte erzwungene Konvektion.

Nicht nur im Heizungssystem sondern auch im Raum selbst bildet sich aufgrund der erwärmten Luft rund um den Heizkörper eine Konvektionsströmung aus. Es handelt sich dabei allerdings um eine sogenannte freie Konvektion, die auf Dichteunterschiede in der warmen bzw. kühlen Luft zurückzuführen ist. Die Besonderheit dieser freien Konvektion ist das Grund, weshalb Heizkörper optimalerweise immer unterhalb eines Fenster montiert sind, und nicht oberhalb. Warum ist die so?

Animation: Konvektionsströmung bei Heizkörpern unterhalb eines Fensters

Die relativ kühle Luft in Bodennähe wird zunächst durch den Heizkörper erwärmt. Durch die Wärmeausdehnung dehnt sich die Luft dabei aus. Die Dichte der erwärmten Luft sinkt somit, d.h. sie wird sozusagen leichter und steigt deshalb nach oben auf. Währenddessen sinkt die schwerere kalte Luft vom Fenster kommend ab. Die absinkende kalte Luft durchmischt sich dabei mit der aufsteigenden bereits erwärmten Luft. Dies verhindert, dass die kalte Luft am Fenster direkt in den Raum hinein strömt.

Dies ist letztlich der Grund weshalb Heizkörper in der Regel unterhalb von Fenstern eingebaut werden! Es bildet sich im gesamten Raum eine Konvektionsströmung aus, die für wohltuende Wärme sorgt.

Animation: Konvektionsströmung bei Heizkörpern, die gegenüber eines Fensters angeordnet sind

Würde der Heizkörper nicht unterhalb des Fensters, sondern bspw. an der gegenüberliegenden Wand angebracht werden, so würde die kalte Luft am Fenster sofort zu Boden sinken. Durch die sich ausbildende Konvektionsströmung des Heizkörpers würde die kalte Luft nun am Boden durch den Raum strömen. Dies hätte ein kühles Raumklima zur Folge.