Die Elektrodirektheizung

Nachtspeicheröfen scheinen fast ausgedient zu haben. Vor einiger Zeit spukten sie noch durch die Energiewende-Diskussion als Puffer für die Nutzung von Überangeboten an erneuerbaren Strom von PV-Anlagen und Windkraftanlagen. Es gibt jedoch derzeit keine kostengünstigen, lastabhängige Tarife der Energieversorger zur Nutzung von Überschüssen, so dass die Speicherkapazität der Wärmespeicher effizient genutzt werden können. Dabei sind moderne Wärmespeicher mit den einstigen Stromfressern kaum zu vergleichen. Zudem gibt es noch andere Möglichkeiten, direkt mit Strom zu heizen.

Die bekannteste ist sicher die Wärmepumpe – im Neubau inzwischen das Heizgerät Nummer Eins. Doch auch moderne Wärmespeicher, Infrarotheizungen oder Fußbodenstromheizung erfreuen sich wachsender Beliebtheit. Ein Grund sind die relativ geringen Kosten sowie die recht einfache Installation, die auf Hydraulik verzichtet und grob gesagt nur einen Stromanschluss benötigt. Zudem wird die Strahlungswärme meist als angenehm empfunden [1].

Dagegen spricht hingegen der Strompreis. Denn die Betriebskosten sind außerordentlich hoch. Zwar werden beim Strompreis lediglich 20 % für Herstellung und Vertrieb aufgewendet und 26 % für die Netzgebühren. Gut 54 % hingegen müssen bundesdurchschnittlich nach Angaben des Vergleichsportals Verivox für Steuern und Abgaben bezahlt werden – das ist ein deutlich höherer Anteil als bei jedem andere Energieträger im Wärmemarkt.

Das führt dazu, dass bei einer Stromdirektheizung die Rechnung für die Heiz- und Trinkwarmwasserleistung zwei- bis dreimal so hoch ist wie bei leistungsgleichen Gassystemen. Derzeit kostet Heizstrom in einem günstigen Nachttarif zwischen 0,18 und 0,22 €/kWh, Erdgas etwa 0,06 €/kWh.

Deswegen sollte von vornherein bei Planung und Installation auf Effizienz geachtet werden. So eigenen sich Fußbodendirektheizungen für kleine Räume, etwa Bäder, Infrarotheizungen hingegen dort, wo es schnell warm werden soll (siehe Infokasten).

„Bei der Planung sollten generell als erstes die Vorgaben aus dem Gebäudeenergiegesetz und mögliche finanzielle Förderungen bewertet werden. Bei der Auslegung der Direktheizungsprodukte muss die Anschlussleistung als Heizleistung genommen werden“, rät Andreas Ruthe von Stiebel Eltron.

Doch welche Arten einer Stromdirektheizung kommen überhaupt in Frage? Nachtspeicheröfen sind das aktuell aus den genannten Gründen nicht. Sondern es sind Systeme, die insbesondere (mit Ausnahme von Heißlüftern, die in bestimmten Fällen auch ihre Berechtigung haben), auf die Wärmeabstrahlung von Flächen setzen, also zuerst auf Strahlungs- und nicht Konvektionswärme, wie sie etwa von den Heizungsradiatoren an den Wänden bekannt ist.

Wärmespeicherheizung –
effizienter Nachfolger des Nachtspeicherofens

Nachtspeicheröfen sind out, moderne Wärmespeicherheizungen, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten, in. Auch die neue Generation speichert den Strom während Schwachlastphasen, also nachts oder nachmittags, und gibt ihn bei Bedarf ab. Die Investitions- und Installationskosten sind gering. Die hohen Betriebskosten können durch Niederstromtarife abgefedert werden. Vor allem aber: Eine gute Dämmung des Gebäudes ist absolute Voraussetzung.

Konvektoren –
für bestimmte Temperaturniveaus geeignet

Konvektoren arbeiten ähnlich wie die Radiatoren in wassergeführten Systemen. Sie werden an der Wand angebracht, etwa in der Größe herkömmlicher Heizkörper, oder als kaum wahrnehmbare Sockelleisten. Von dort geben sie Konvektionswärme, also aufsteigende Wärme, nach oben ab, weshalb ihr Einsatz unter Fenstern und an Außenwänden am sinnvollsten ist. Sie ähneln ein wenig der guten alten Nachtspeicherheizung, sind jedoch weniger materialintensiv. „Möchte man einen Raum dauerhaft auf einem bestimmten Temperaturniveau heizen, so sind Konvektoren gegenüber Heizlüftern zu bevorzugen“, so Andreas Ruthe.

Infrarotheizung – Strahlungswärme schnell verfügbar

Das bekannteste dieser Systeme ist sicher die Infrarotheizung. Sie besteht aus Infrarotstrahlern, die hinter einem schützenden Gehäuse angebracht sind. Das können aber auch Spiegel oder Wandbilder sein. Die Luft wird nicht direkt erwärmt, sondern die Strahlung trifft von den etwa 80 °C heißen Paneelen auf Gegenstände und Körper. Menschen spüren diese Strahlung sofort. Deswegen kann die Raumlufttemperatur mitunter um bis zu 5 K gegenüber der sonst gewohnten Temperatur abgesenkt werden. Ideal sind solche Heizsysteme in Gebäuden, die stark gedämmt sind und schon über eine Wärmerückgewinnung in der Lüftungsanlage verfügen. Der Anteil der Strahlungswärme ist deutlich höher als der Anteil der Konvektionswärme.

„Sollen Infrarotstrahlungspaneele genutzt werden, kommt es auf die Position im Raum an. Sollen Deckenpaneele genutzt werden, kommt es auf die Art dieser Paneele an. Manche Paneele für die Deckenmontage haben Oberflächentemperaturen von bis zu 200 °C. Aus diesem Grund sollte die Position so gewählt werden, dass sie nicht dort angebracht werden, wo man sich später länger aufhält, beispielsweise direkt über der Couch“, so Andreas Ruthe. Und: Bei der elektrischen Flächenheizung müsse im Wohnbereich auf jeden Fall ein breiterer Abstand zur Wand eingehalten werden. An den Wänden stünden oft Schränke.

Kombination von Konvektoren und Infrarotheizung

Eine Besonderheit ist die Kombination von Infrarotgeräten mit Konvektionsheizkörpern. Hier wird im hinteren Bereich Konvektionswärme erzeugt, die an der Wand, in aller Regel einer Außenwand mit Fenster, aufsteigt. Im vorderen Bereich wird Infrarot-Strahlungswärme abgegeben. Beide Systeme können zusammen (etwa im Winter) oder getrennt (nur Infrarot in der Übergangszeit) betrieben werden. Solche Geräte müssen nach der EU-Öko-Designrichtlinie für Raumheizgeräte einen Raumheizungsnutzungsgrad von mindestens 38 aufweisen.

Marmor- und Natursteinheizungen – mehr Konvektionswärme

Neben der Infrarotheizung gibt es auch Marmor- oder Natursteinheizungen, die letztlich nach dem gleichen Prinzip funktionieren. Zwar werden nicht mittels Strom Infrarotstrahler versorgt, sondern eine Steinplatte aufgeheizt. Aber auch hier wird Strahlungswärme abgegeben. Die Installation erfolgt vorzugsweise in der Wand. Im Gegensatz zu den Infrarotheizungen haben sie einen höheren Anteil an Konvektionswärme.

 

Fußbodenheizung – vor allem in Bädern genutzt

Elektrische Fußbodenheizungen kommen fast ausschließlich in Bädern zum Einsatz. Sie sind eine Komfortheizung, die für eine bestimmte Zeit des Tages, also morgens und abends, wenn man ins Bad muss, den Fußboden mittels Stromes erwärmt. Für eine stündliche Erwärmung eignen sie sich auch für große Bäder. Die stromführenden Leitungen werden unterhalb der Fliesen verlegt und erwärmen diese bei Stromfluss. Auch die Fußbodenheizung arbeitet letztlich nach dem Prinzip der Strahlungswärme.

„Bei einer elektrischen Fußbodenheizung kann man unabhängig von der Angabe der elektrischen Leistung maximal mit 70 bis 80 W/m² rechnen, wenn es darum geht die benötigte Fläche auszulegen“, so Andreas Ruthe. Ein Raum mit 10 m² hätte nach der Heizlastberechnung eine Heizlast von 50 W/m². Der Raum hat also auch eine Gesamtheizlast von 500 W. Wird eine Flächenheizung mit 150 W/m² eingesetzt, dann benötige man nicht nur 4 m² (4 m² x 150 W/m² = 600 W) sondern es werden 8 m² benötigt (8 m² x ca. 70 W/m² = 560 W).

„Doch egal wie groß die elektrische Leistung der Flächenheizung ist, mehr als 70 bis 80 W/m² können nicht an den Raum abgegeben werden“, so Andreas Ruthe weiter. Zudem sollte man nicht die Flächen großflächig mit Teppichläufern belegen, weil das die Wärmeabgabe weiter reduziere. Damit sich die Wärme nicht übermäßig staut, wenn auf den Boden ein Teppichläufer gelegt wird und sogenannte Hotspots entstehen, sollte die Leistung bei maximal 120 bis 150 W/m² liegen.

Heizlüfter – nicht für dauerhaftes Heizen geeignet

Ähnlich wie die Fußbodenheizung eigenen sich auch Heizlüfter nur für Objekte, die nicht dauerhaft geheizt werden müssen. Zudem arbeiten sie, im Gegensatz zu den zuvor genannten Systemen, nicht mit Strahlungswärme. In ihnen wird die Luft erwärmt und mittels eines Gebläses im Raum verteilt. Das hat den Vorteil, dass selbst Räume, die lange nicht genutzt werden, etwa in Vereinsheimen, sich schnell erwärmen. Beachtet werden muss bei der Planung allerdings auch der Geräuschpegel, den solche Heizsysteme verursachen.

„Heizlüfter machen einen Raum sehr schnell sehr warm“, so Andreas Ruthe. Der Nachteil sei das Staubaufwirbeln und, da die Geräte meist im Bad eingesetzt würden, das kühlere Gefühl auf der Haut, wenn man etwa aus der Dusche steige und in den Luftstrom gerate.

Literatur

[1] Gleichmäßige Strahlungswärme, Thema elektrische Flächenheizung, SHK Profi, 9/2020, Seite 29 ff., Bauverlag BV GmbH