Nachtspeicherheizung
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Die elektrische Speicherheizung, auch Nachtspeicherheizung oder Niedertarif-Speicherheizung genannt, ist eine elektrisch betriebene Heizung, bei der ein Wärmespeicher in den sogenannten Schwachlastzeiten durch im Vergleich zum Normaltarif günstiger angebotenen elektrischen Strom der Stromversorger aufgeheizt wird. Dieser Tarif wird umgangssprachlich auch als Nachtstrom bezeichnet.
Dazu wird der elektrische Strom in den Schwachlastphasen in der Nacht und am Nachmittag genutzt. Um Niedertarifstrom zu nutzen, bedarf es allerdings spezieller Stromzähler mit zwei Zählwerken sowie einer Einrichtung zur Umschaltung auf Normal- oder Hochtarif (HT) und Niedertarif (NT), der durch den so genannten Rundsteuerempfänger erreicht wird. Die Stromversorger vollziehen die Umschaltung über Schaltuhren oder ferngesteuert mittels einer der Netzspannung aufmodulierten Frequenz bzw. über Langwellenfunk (Funkrundsteuerung).
Speicherheizungen wurden in den 1950er und 1960er Jahren als Alternative zu Kohle- und Ölöfen verstanden und brachte bei Einsatz einer elektronischen Steuerung neben günstigen Heizkosten einen Heizkomfort wie bei einer Öl- oder Gaszentralheizung. Aktuell (2007) sind die Energiekostenvorteile aufgehoben und der relativ geringe Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung macht Elektrogebäudeheizungen umweltpolitisch problematisch und daher nur für Spezialanwendungen interessant.
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[Bearbeiten] Zimmerofen (Einzelspeichergerät)
Eine so genannte Nachtspeicherheizung ist ein thermisch isoliertes, elektrisch betriebenes Heizgerät, dessen Kern aus Schamott als Wärmespeicher wirkt. Er wird in den Niedertarifzeiten aufgeheizt. Der Schamottkern kann dabei Temperaturen von bis zu 600 °C erreichen.
Diese gespeicherte Wärme wird durch Strahlung und Konvektion an den umgebenden Raum abgegeben, bei höherem Wärmeenergiebedarf wird über ein eingebautes elektrisches Gebläse die konvektive Wärmeabgabe gesteigert. In der Übergangszeit kann - in Abhängigkeit von der Qualität der Speicherisolierung - die allein durch Strahlung abgegebene Wärme zu groß sein. Um ein Überheizen des Raumes zu vermeiden, erfolgt vielfach eine zeitliche Begrenzung der Speicherladezeit. Meist wird diese Begrenzung durch Außentemperaturfühler gesteuert.
In Nachtspeicherheizungen früherer Baujahre wurde das gesundheitsschädliche Material Asbest verwendet. Dieses Material wird in aktuell angebotenen Nachtspeicherheizungen nicht mehr verwendet.
[Bearbeiten] Wasserspeicher
Auch Wasser ist als Wärmespeicher nutzbar.
- Als Brauch- oder Warmwasserspeicher
- Es wird thermostatgesteuert ein Brauchwasserspeicher auf eine eingestellte Temperatur aufgeheizt. Übliche Volumina liegen in Einfamilienhäusern bei 60 - 100 Liter je Person, ausreichend für den Tagesbedarf einer Familie.
- Dieser Speicher wird umgangssprachlich fälschlicherweise auch Boiler (engl.: to boil: (ab)kochen) genannt; damit wird eigentlich ein kleinvolumiger Heißwasserbereiter beschrieben.
- Als Heizungs-Warmwasserspeicher
- Dieser findet meistens im Heizungskeller an der Stelle von Ölkessel und Öltank seinen Platz. Vereinzelt wurde auch der Öltank nachträglich mit einer Wärmedämmung versehen und als Heizungswasserspeicher benutzt. Grundsätzlich kann jede Zentralheizung damit betrieben werden. Eine Niedertemperaturheizung ist jedoch wegen der größeren nutzbaren Temperaturdifferenz zu bevorzugen.
Der Einsatz von Wärmepumpenheizungen erlaubt die etwa zwei- bis vierfache Wärmemenge bei gleichem Stromverbrauch bereitzustellen. Sie macht so den schlechten Wirkungsgrad einer reinen Elektroheizung wett und senkt Betriebskosten deutlich. Wobei sich dadurch kein Vorteil beim CO2 Ausstoß im Vergleich zur Beheizung mit fossilen Brennstoffen gibt, da nur die Energie von ca 1/3 der eingesetzten Primärenergieträger im Haushalt ankommt.
[Bearbeiten] Betrieb einer Nachtspeicherheizung
[Bearbeiten] Ermittlung des Tagesbedarfs
Um die am nächsten Tag bereitzustellende Wärmemenge zu ermitteln wird mittels eines Außentemperaturfühlers die Außentemperatur gemessen und damit die erforderliche Wärmemenge für den nächsten Tag abgeschätzt. An den Speicherheizgeräten befindet sich der sogenannte Aufladeregler, der die Aufladung dann abschaltet, wenn das Gerät die für den nächsten Tag erforderliche Wärme gespeichert hat. Ungewöhnliche Wetterumschwünge am nachfolgenden Tag werden nicht berücksichtigt.
Aus energetischer Sicht ist die vorgenannte Laderegelung unzureichend, da die Ladung aufgrund einer Außentemperatur erfolgt, die grundsätzlich nicht der Außentemperatur entspricht, die am nächsten Tag vorhanden sein wird.
Ein Aufladeregler am Gerät bestimmt die zu speichernde Wärmemenge, also, ob das Gerät z.B. voll oder nur zu einem Teil aufgeladen werden soll. Zielt das Nutzerverhalten darauf ab, dass „weniger Wärme“ gespeichert werden soll, so kann der Aufladeregler von Hand eingestellt werden. Bei dieser Art der Handregelung ist das subjektive Nutzerverhalten die Basis der Regelung.
[Bearbeiten] Statische und dynamische Wärmeabgabe
Für den Fall, dass in den zu beheizenden Räumlichkeiten sich ein Raumthermostat an der Wand befindet, vergleicht der sich darin befindende Raumtemperaturfühler die tatsächliche Raumtemperatur mit einem eingestellten Sollwert. Sinkt die Raumtemperatur unter den gewünschten Sollwert, schaltet der Raumtemperaturregler den sich am Gerät befindenden Ventilator zu, über den die im Gerätekern gespeicherte Wärme in den Raum geblasen wird. Bei Erreichen des eingestellten Sollwertes schaltet der Raumtemperaturregler den Ventilator ab.
Denjenigen Anteil der Wärme, der über die Geräteoberfläche abgegeben wird, wird als statische Wärmeabgabe bezeichnet, der Teil, der mit Hilfe des Ventilators bereitgestellt wird, als dynamische.
Die Versorgungsunternehmen bieten in der Regel zwei Ladeprogramme an: Entweder 8 Stunden oder 8 + 2 Stunden. Beim letztgenannten Ladeprogramm bedeutet dies eine achtstündige Nachtaufladung und eine Zusatzfreigabe am Tag für zwei Stunden.
[Bearbeiten] Nachtspeicherheizung im Vergleich mit anderen Heizungsarten
[Bearbeiten] Vorteile
- Niedertarif-Speicherheizungen sind als Zimmerofen in der Anschaffung relativ preisgünstig
- Im Vergleich zu einer Zentralheizung relativ geringer Installationsaufwand bei Nachrüstung
- Kein Platzbedarf für zentrales Heizgerät und keine Energiebevorratung notwendig
- Kein Verschleiß
- Keine Wartungskosten (Kaminkehrgebühren)
- Keine Grundwassergefährdung durch Lagerung von Heizöl
- elektrischer Strom ist nahezu überall verfügbar
[Bearbeiten] Nachteile
- Elektroheizungen sind im Vergleich mit allen anderen Heizungsformen am ineffizentesten, da bei der Stromproduktion nur ein geringer Wirkungsgrad erreicht wird. Der Wirkungsgrad bei Erzeugung, Umspannung und Transport elektrischer Energie beträgt rund 34%. Das schlägt sich mittlerweile auch in den Energiekosten nieder.
- Ökologisch problematisch, da mehr Kohlendioxid produziert wird, als wenn vor Ort mit Gas oder Öl geheizt werden würde.
- Die hochwertige Energieform Elektrizität wird als Niedrigtemperaturwärme genutzt.
- nicht unerheblicher Platzbedarf für das Speicherelement in jedem Raum, bei modernen Geräten jedoch wesentlich geringer.
- es kann aufgewirbelter Staub in den Ofen gelangen und bei den hohen Temperaturen am Heizelement verschwelen.
- es besteht latente Brandgefahr durch auf den tagsüber kühleren Heizkörpern versehentlich abgestellte Gegenstände. Diese können einen Wärmestau erzeugen, wodurch die in der Nacht automatisch einsetzende hohe Aufheiztemperatur leichter entzündliche Gegenstände nahe dem Luftauslass und auf den Heizkörpern in Brand setzen kann, wenn die diesbezüglichen Warnhinweise nicht befolgt werden. Dieses Problem gibt es aber auch bei Kohle- und Ölöfen in Wohnräumen.
- bei Vollheizung wird wegen der hohen elektrischen Ströme oft ein verstärkter elektrischer Hausanschluß notwendig.
[Bearbeiten] Probleme
Durch die elektrische Speicherheizung mit aus fossilen Energieträgern erzeugtem Strom entstehen bei der Beheizung bis zu dreimal mehr Kohlenstoffdioxid (CO2) -Emissionen als bei herkömmlichen Beheizungen mit fossilen Brennstoffen, wenn zentral beheizt wird.
Durch die gelegentlich auftretende dynamische Wärmebereitstellung durch Ventilatoren entstehen Luftwalzen im zu beheizenden Raum, welche mit sämtlichen Staub- und Schmutzpartikeln ständig umgewälzt werden.
An den Ausblasgittern der Geräte können sehr hohe Temperaturen entstehen, so dass Verletzungsrisiko besteht.
Vor allem ältere Nachtspeicheröfen können schwach gebundenes Asbest, Speichersteine mit hohen Chromatgehalten und PCB-haltige elektrische Bauteile enthalten. Eine Entsorgung auf dem Sperrmüll ist nicht möglich und muss nach TRGS 519 (Technische Regeln für Gefahrstoffe - Asbest / Abbruch-, Sanierungs- oder Instandhaltungsarbeiten) erfolgen.
