Heizstab für Pufferspeicher: Die Anwendung

Die Funktionsweise ähnelt einem Tauchsieder

Der Heizstab im  Pufferspeicher  besteht aus einem isolierten elektrischen Leiter, der Strom in Wärme umwandelt. Die sogenannte Heizpatrone lässt sich in den Wärmespeicher einschrauben und funktioniert einfach beschrieben wie ein Tauchsieder. Denn fließt elektrischer Strom durch das leitfähige Material, steigt seine Oberflächentemperatur. Die thermische Energie geht auf das Wasser im Speicher über und erwärmt dieses. Einsetzbar ist ein Heizstab dabei in Puffer- und Trinkwasserspeichern.

Regelung für den Heizstab im Pufferspeicher  

Wie viel Strom die  Heizpatrone  im Pufferspeicher aufnimmt, hängt von einer Regelung ab. Diese überwacht das Heizungssystem und passt mit der elektrischen Leistung auch die Wärmeabgabe der sogenannten Einschubheizkörper an. Infrage kommen dabei verschiedene Systeme. Während einige nur über eine einfache Ein-Aus-Funktion verfügen, können andere die Leistung der Heizstäbe stufenweise hoch- oder herunterschalten. Wieder andere Systeme besitzen eine stufenlose Regelung. Dabei lässt sich die Leistung der Heizstäbe im Pufferspeicher in einem gewissen Bereich flexibel an den aktuellen Wärmebedarf oder Energieüberschuss anpassen. Welche Lösungen zum Einsatz kommen, hängt neben den Nutzeranforderungen auch vom jeweiligen Anwendungsgebiet ab.

Elektrischer Anschluss versorgt den Heizstab

Elektrische Energie bekommt die Heizpatrone im Pufferspeicher vom hausinternen Netz. Während sich Geräte mit kleiner Leistung (bis etwa drei Kilowatt) an eine normale Steckdose anschließen lassen, benötigen größere Einschubheizkörper eine höhere Spannung. Sie arbeiten mit 400 Volt und sind fest mit dem Stromnetz zu verbinden.

Pufferspeicher mit Heizpatrone: Verschiedene Anwendungen 

In konventionellen Heizungsanlagen versorgt ein Kessel Puffer- und Wärmespeicher mit thermischer Energie. Die Behälter halten die Wärme vor und geben sie dann zeitversetzt an Verbraucher wie Heizflächen oder Warmwasserentnahmestellen ab. Liefern Wärmeerzeuger die thermische Energie jedoch nur ungenügend, muss ein zusätzliches System dafür sorgen, dass die Speicher im Bedarfsfall immer gefüllt sind. Der Heizstab im Pufferspeicher ist dabei eine günstige Möglichkeit. Infrage kommt die Technik zum Beispiel als:

• Zusatzheizung für einen Scheitholzkessel
  
• Ergänzung für eine thermische Solaranlage
  
• Sicherheit für eine Wärmepumpenheizung
  
• Erweiterung für eine Solarstromanlage 
  

Holzheizung und Pufferspeicher mit Heizpatrone 

Wer eine moderne Holzheizung besitzt, erwärmt Haus und Trinkwasser nachhaltig mit Rohstoffen aus der eigenen Region. Das Problem: Wärmeerzeuger wie der Holzvergaserkessel sind täglich mindestens einmal von Hand zu beschicken. Können Hausbesitzer keine Scheite nachlegen, geht der Ofen aus und die Temperaturen im Haus sinken. Ein Heizstab im Pufferspeicher kann das verhindern. Denn mit der entsprechenden Leistung kann er den Speicher hochheizen, wenn keine Wärme mehr vom Holzkessel kommt. Die Elektroheizung ist dann zwar teurer. Sie verhindert aber den Totalausfall der Technik und somit auch Frostschäden an der Heizung, die vor allem im Winter auftreten können.

Zusatzheizung für eine thermische Solaranlage 

Ein Pufferspeicher mit Heizpatrone hat auch im Zusammenhang mit der Solarthermie viele Vorteile. Denn die Sonnenwärmeanlage arbeitet nur dann, wenn das Licht der Sonne tatsächlich auf die Kollektoren fällt. Ist das an sehr trüben Tagen nicht der Fall, kann die Heizpatrone im Pufferspeicher schnell Abhilfe schaffen. Sie liefert die nötige Energie zur Deckung des aktuellen Wärmebedarfs und sorgt somit für Sicherheit und Komfort. Alternativ könnte diese Aufgabe aber auch eine gut regelbare Brennwertheizung für Öl oder Gas übernehmen. Sind die Geräte ohnehin vorhanden, arbeiten sie durch die niedrigeren Brennstoffkosten günstiger.

Heizstab für den Pufferspeicher einer Wärmepumpe 

Viele Hausbesitzer entscheiden sich aus Platz- und Kostengründen für eine kompakte Luft-Wasser-Wärmepumpe. Die Heizung ist zwar sparsam und umweltfreundlich, ihre Funktion hängt allerdings auch von der Witterung ab. So kann die erzeugte Wärme vor allem an sehr kalten Tagen nicht ausreichen, um den Bedarf für Heizung und Trinkwasser zu decken. Ist das der Fall, springt automatisch ein Heizstab im Pufferspeicher an. Das Gerät erzeugt zusätzliche Wärme, die den komfortablen Betrieb der Heizungsanlage auch weiterhin gewährleistet. Arbeitet die Wärmepumpe mit einem Pufferspeicher, befindet sich der Einschubheizkörper direkt in diesem. Andernfalls lässt er sich auch in den Vorlauf der Anlage integrieren.

Speicherkapazitäten für überschüssigen Solarstrom

Auch die Photovoltaik kann von einem elektrischen Einschubheizkörper im Speicher profitieren. Denn dieser wandelt überschüssigen Solarstrom in thermische Energie. Diese lässt sich kostengünstig bevorraten und zeitversetzt für die Heizung oder die Warmwasserbereitung nutzen. Ohne die Heizpatrone im Pufferspeicher müssten Hausbesitzer mehr Strom in das öffentliche Netz einspeisen. Durch kontinuierlich sinkende Einspeisevergütungen lohnt sich das aus wirtschaftlicher Sicht immer weniger. Aus ökologischer Sicht ist das Heizen mit Solarstrom ohnehin günstiger. Denn auf diese Weise entlasten Verbraucher die konventionelle Heizung und mit dem Verbrauch fossiler Energieträger sinken auch die klimaschädlichen Emissionen.

Kosten für einen Heizstab im Pufferspeicher  

Die Kosten der elektrischen Heizpatronen hängen sehr stark von der Leistung der Geräte ab. Kleine Einschubheizkörper mit einer elektrischen Leistung von bis zu drei Kilowatt gibt es dabei für etwa 100 Euro. Liegt die Leistung darüber, können Hausbesitzer mit 150 bis 250 Euro rechnen. Hinzu kommen außerdem Kosten für den Anschluss und die Montage durch einen Fachhandwerker.

Die Ausgaben im Betrieb hängen hingegen von der Nutzungszeit und der tatsächlichen Leistung ab. Ermitteln lassen sie sich ganz einfach mit folgender Gleichung:

• Heizkosten = elektrische Leistung x Betriebszeit x Strompreis
  

Mit einem Strompreis von etwa 30 Cent pro Kilowattstunde (Stand 04/2020) verursacht ein Heizstab mit einer Leistung von vier Kilowatt Kosten von 1,20 Euro in einer Stunde. Ist der gleiche Heizstab im Pufferspeicher die gesamte Heizperiode über (185 Tage) täglich zwei Stunden in Betrieb, ergeben sich hingegen Kosten von über 400 Euro.