Wärmepumpe mit Heizstab
Wie funktioniert der elektrische Heizstab?
Manchmal ist der elektrische Heizstab bereits vorinstalliert, ansonsten kann man ihn auch nachrüsten: Er unterstützt die Wärmepumpe, wenn besonders viel von ihr verlangt wird. Wie arbeitet der Heizstab, muss man besonders auf den Stromverbrauch achten und braucht wirklich jede Wärmepumpe eine elektrische Zusatzheizung?
Der elektrische Heizstab - Bekannte Technik in neuer Anwendung
Ein Heizstab, bisweilen auch Heizpatrone genannt, funktioniert nach dem bekannten Prinzip eines Tauchsieders oder Wasserkochers: Heizstäbe aus Metall werden mit Hilfe von Strom erhitzt und geben ihre Wärme direkt an das umgebende Wasser ab. In der neuen Anwendungsumgebung einer Wärmepumpe befindet sich der Heizstab in der Regel im Pufferspeicher der Anlage, in besonderen Fällen sitzt er auch im Heizungsvorlauf.
Im Pufferspeicher wird überschüssige Wärme „zwischengelagert“, wodurch Schwankungen in der Wärmenachfrage ausgeglichen werden und stets genügend Wärme im Haushalt zur Verfügung steht. Das reduziert schon mal die Belastung für die Wärmepumpe und erhöht ihre Langlebigkeit. Wenn dann in der kalten Jahreszeit die Wärmepumpe „härter“ arbeiten muss, kann der Heizstab mit zusätzlicher Wärmeenergie ihre Leistungsfähigkeit unterstützen. Warum aber sind die Wintermonate gerade für die Luft-/Wasser-Wärmepumpe eine spezielle Herausforderung? Weil dann der Temperaturunterschied zwischen der Energiequelle (nämlich der Außenluft) und der geforderten Heizwärme am größten ist. Nahezu ausschließlich während dieser Zeit kommt der Heizstab auch zum Einsatz.
Wann genau schaltet sich der Heizstab in der Wärmepumpe ein?
Wie der Heizstab aktiviert wird, hängt vom jeweiligen Modell ab: Entweder besitzt er eine eigene Temperaturregelung oder er ist ein in die Heizungssteuerung integriertes Element. Ausgelöst wird er durch einen vorab definierten Referenzwert. Er wird als Bivalenzpunkt bezeichnet. Was ist damit gemeint? Bis zu einem bestimmten Temperaturpunkt kann die Wärmepumpe als einzige Energiequelle (monovalent) die Wärmenachfrage befriedigen, fällt die Temperatur noch weiter, ist die Unterstützung durch den Heizstab angebracht. An diesem Punkt, der üblicherweise bei -5° Celsius liegt, schaltet sich der Heizstab ein, die Anlage arbeitet nun mit zwei Energiequellen (bivalent).
Heizungsanlagen sind komplexe Systeme, die im Vorfeld sorgfältig geplant werden müssen, damit die Komponenten exakt aufeinander abgestimmt arbeiten. Bei der Wärmepumpe ist daher die Definition der passenden Leistungsgröße eine wichtige Frage: Ist sie zu klein dimensioniert, springt der Heizstab eventuell zu früh an (und verbraucht mehr Strom als nötig). Ist sie zu groß dimensioniert, arbeitet die Anlage insgesamt nicht effizient.
Wie viel Strom verbraucht ein Heizstab?
Passt die Wärmepumpe von ihren Dimensionen her zum Gebäude, liegt die Betriebszeit in der Regel unter 3 % im Jahr. Mit entsprechend niedrigen Betriebskosten. Das Fraunhofer Institut (ISE) hat sogar noch deutlich kürzere Betriebszeiten ermittelt. Rechnen Sie also mit jährlichen Betriebskosten unter 100 EUR.
Was kostet das Nachrüsten eines Heizstabs bei einer Wärmepumpe?
Einige Wärmepumpen werden bereits mit vorinstalliertem Heizstab ausgeliefert. Wobei einige Experten davon ausgehen, dass mit jeder neuen Generation der Technologie die Notwendigkeit dieser Zusatzheizung abnehmen wird – weil die Leistungsfähigkeit der Wärmepumpe an sich weiter steigt. Nachrüstlösungen hält der Markt auch bereit. Je nach Leistung und Steuerungsmöglichkeit liegen die Kosten dann zwischen 100 EUR (einfachere Technik, maximal 3 kW) und 250 EUR (ab 4 bis 10 kW). Dazu kommen noch Einbaukosten, die wieder bei rund 100 EUR liegen.
Fazit
Der elektrische Heizstab ist eine sinnvolle Ausstattung für Luft-/Wasser-Wärmepumpen – jedenfalls noch beim aktuellen Stand der Technik. Er liefert bei Bedarf zusätzliche Wärmeenergie zu überschaubaren Kosten. Bei anderen Formen der Wärmepumpe, die Wasser- oder Erde-basiert arbeiten und damit über eine konstant temperierte Wärmequelle verfügen, wird ein Heizstab nur als reine Notversorgung bei einem Systemausfall eingeplant. Als solche macht er auch bei anderen Heizungsvarianten (z.B. einer Pelletheizung) Sinn. Die zusätzlichen Stromkosten fallen in der Regel weniger ins Gewicht.
