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Wie funktionieren Elektroheizungen und welche Varianten gibt es?

www.infrarot-fussboden.de
2022-07-26 12:11:00 / Kommentare 0
Wie funktionieren Elektroheizungen und welche Varianten gibt es? - Elektroheizungen - Bauformen und Funktionen einfach erklärt

Elektroheizungen erleben eine Renaissance 

Einige kennen sicherlich noch die alten Nachtspeicherheizungen, die in den 1950er und 1960er Jahren als Alternative zu Öfen für Kohle oder Heizöl installiert wurden. In den sogenannten Schwachlastphasen des Stromnetztes, besonders nachts, wurde der elektrische Strom genutzt, um die Speicheröfen aufzuheizen. Die erzeugte Wärme wurde dort über einige Stunden gehalten. 

Durch die Ölkrisen in den 1970er Jahren und den damit gestiegenen Energiekosten, sowie der Reduzierung von Subventionen der Nachtstrom-Tarife, verloren Speicherheizungen gegenüber konventionellen Zentralheizungen an Wirtschaftlichkeit.

Das vermeintliche Ende von Nachtspeicherheizungen wurde im Jahr 2009 durch die damalige Bundesregierung in der Energieeinsparverordnung (EnEV) beschlossen. Diese untersagte eine Nutzung von Nachtspeicherheizungen mit einer Übergangsfrist. Eine Entscheidung, die allerdings bereits im Jahr 2013 wieder revidiert wurde. (*1)

Seit einigen Jahren erleben elektrische Heizsysteme jedoch eine Renaissance und werden wieder häufiger als Alternative zu Gas und Heizöl verwendet. Die Gründe dafür sind vielschichtig, denn einige grundlegende Faktoren haben sich geändert.

In den 1950er und 1960er Jahren waren elektrische Nachtspeicheröfen sehr populär
Elektrische Heizsysteme rechnen sich in Kombination mit einer Photovoltaikanlage
  • Die Effizienz der unterschiedlichen elektrischen Heizungslösungen ist im Vergleich zu den früheren Nachtspeicherheizungen deutlich gestiegen.
     
  • Der Wärmebedarf bei Neubauten und renovierten Immobilien ist durch eine bessere Isolierung / Dämmung enorm gesunken. 
     
  • Die begrenzte Verfügbarkeit von fossilen Brennstoffen wie Gas und Heizöl sorgt fortdauernd für steigende Preise.
     
  • Politische Unruhen, wie aktuell der Russland Ukraine Konflikt, sorgen zusätzlich für ein reduziertes Angebot und höhere Kosten der fossilen Brennstoffe.
     
  • Nach dem Willen der derzeitigen Bundesregierung soll der Einbau von Gasheizungen ab dem Jahr 2024 verboten werden. Eine endgültige Entscheidung liegt zum aktuellen Zeitpunkt jedoch noch nicht vor (Stand 07/2022).
     
  • Die geminderte Einspeisevergütung von Photovoltaik-Anlagen (aktuell 6,24 Cent pro Kilowattstunde) sorgt für einen zunehmenden Eigenverbrauch der erzeugten Leistung. (*2)
     
  • Der anhaltende Trend zum kompakten Wohnen – Stichwort „Tiny House“ – erfordert neue, ebenso kompakte Heizsysteme.
     

Aus Strom wird Wärme

Betrachtet man die Wärmeerzeugung aus physikalischer Sicht, spielt hier das Stromwärmegesetz, auch erstes joulesches Gesetz genannt, die entscheidende Rolle. Das Gesetz beschreibt vereinfacht gesagt, eine fortwährende Wärmeenergie, die durch einen stromdurchflossenen elektrischen Leiter entsteht.

Übertragen auf Elektroheizungen bedeutet das, dass zum Beispiel ein Heizstab, ein Heizkabel oder eine Heizfolie von Strom durchflossen werden und dadurch Wärmeenergie entsteht.

Einige Elektroheizungen erwärmen primär die Raumluft, was in der Fachsprache als Konvektion bezeichnet wird. Beispiele für Konvektionsheizungen sind Radiatoren, Heizlüfter oder Konvektoren. Da Luft jedoch als eher schlechter Wärmeträger gilt, sind die Betriebskosten solcher Systeme mitunter sehr hoch.

Bei anderen Elektroheizungen überwiegt die Strahlungswärme. Hier werden hauptsächlich die Gegenstände im Raum und nicht die Luft erwärmt. Infrarotheizungen oder elektrische Fußbodenheizungen sind hier als Beispiel zu nennen. Die Betriebskosten sind im Vergleich zu Konvektionsheizungen meist deutlich geringer. 
 

Betrachtet man die Wärmeerzeugung aus physikalischer Sicht, spielt hier das Stromwärmegesetz, auch erstes joulesches Gesetz genannt, die entscheidende Rolle.

Die unterschiedlichen Varianten in der Übersicht:


Raumheizgeräte:

Konvektoren

Anschaffungskosten: 
Betriebskosten: 
Schwierigkeitsgrad: 
Zeitaufwand: 
Art der Heizung: 

Ölradiatoren werden in der heutigen Zeit immer weniger verwendet

Radiatoren

Anschaffungskosten: 
Betriebskosten: 
Schwierigkeitsgrad: 
Zeitaufwand: 
Art der Heizung: 

Heizlüfter

Anschaffungskosten: 
Betriebskosten: 
Schwierigkeitsgrad: 
Zeitaufwand: 
Art der Heizung: 

Infrarot-Heizpaneele

Anschaffungskosten: 
Betriebskosten: 
Schwierigkeitsgrad: 
Zeitaufwand: 
Art der Heizung: 

Elektrische Fußbodenheizung:

Heizfolie

Anschaffungskosten: 
Betriebskosten: 
Schwierigkeitsgrad: 
Zeitaufwand: 
Art der Heizung: 

Heizmatten

Anschaffungskosten: 
Betriebskosten: 
Schwierigkeitsgrad: 
Zeitaufwand: 
Art der Heizung: 

Wand-/Deckenheizung:

Heizfolie, vlieskaschiert und perforiert 

Anschaffungskosten: 
Betriebskosten: 
Schwierigkeitsgrad: 
Zeitaufwand: 
Art der Heizung: 

Doch wie viel Leistung wird eigentlich benötigt?

Wie viel Leistung genau benötigt wird, hängt stark von der sogenannten Heizlast der Immobilie ab. Die Heizlast, früher auch als Wärmebedarf bezeichnet, ist der erforderliche Wärmestrom (Wärmezufuhr), welcher bei der örtlich tiefsten Außentemperatur im Winter, die gewünschte Raumtemperatur sicherstellt. Der Energieausweis, der seit dem Jahr 2009 Pflicht für Neubauten, Weiterverkäufen von Häusern und Wohnungen, sowie bei Neuvermietungen ist, beinhaltet diese Angabe.

Liegt kein entsprechender Energieausweis vor, kann anhand folgender Richtwerte eine grobe Einschätzung erfolgen:

  • 120 W/m² Altbau, ohne besondere Wärmedämmung
  • 60 – 100 W/m² Gebäude mit normaler Wärmedämmung
  • 40 – 60 W/m² Neubau nach Wärmeschutzverordnung 1995
  • 30 – 50 W/m² Neubau nach Wärmeschutzverordnung bzw. EnEV 2002

In Badezimmern sollte mit einem Zuschlag von 10 Prozent kalkuliert werden, denn hier gilt eine Raumtemperatur von 24°C als der Standard. Bei den übrigen Räumen werden 20°C als Standardtemperatur veranschlagt. (*3) 
 

Eine vernünftige Dämmung ist maßgeblich für den Wärmebedarf einer Immobilie
Bedarfsgerechte Heizungssteuerung mittles programmierbarer Thermostaten

Eine weitere wichtige Rolle für den sparsam Betrieb einer Elektroheizung spielt die richtige Bedienung. Hierzu eignen sich besonders programmierbare Thermostate, die eine temperaturgeführte Regelung besitzen. Das bedeutet, dass sich die Heizung bei Erreichen einer bestimmten Raumtemperatur selbst runterregelt. Dabei können die Zeiträume und Temperaturen ganz einfach an die individuellen Bedürfnisse angepasst werden. 

Für ortsfeste Elektroheizungen, wie beispielsweise Infrarot-Heizpaneele, elektrische Fußboden- oder Deckenheizungen gilt zusätzlich die EU Ökodesign-Richtlinie 2015/1188. Diese beschreibt, dass die Installation und Inbetriebnahme dieser Heizquellen seit dem 01. Januar 2018 ausschließlich in Verbindung mit externen Thermostaten, die über eine elektronische Raumtemperaturkontrolle, eine Wochenprogrammierung, eine adaptive Regelung oder die Erkennung offener Fenster zulässig ist.

Viele moderne Raumthermostate können sogar in eine intelligente Haussteuerung – sogenannte Smart Home Systeme – integriert werden. Dieses erlaubt eine bedarfsgerechte Ansteuerung der Heizung über eine App oder sogar eine vollautomatische Absenkung der Temperatur beim Verlassen eines zuvor definierten Bereichs mit Hilfe der Standortübermittlung (Geofancing) des Smartphones.


Sie haben noch Fragen? Wir helfen Ihnen gerne weiter. 

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Quellen:

(*1) https://de.wikipedia.org/wiki/Nachtspeicherheizung
(*2) https://www.solaranlage-ratgeber.de/photovoltaik/photovoltaik-planung/eigenverbrauch-von-solarstrom
(*3) https://www.reuter.de/magazin/heizkoerper-berechnen.html 


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