Heizstab und Luftwärmepumpe – (k)ein perfektes Paar?

Große Schnekce, kleine Schnecke im Teamwork

Als ich hier mal über Luftwärmepumpe und Brauchwasserwärmepumpe schrieb, die beide als Wärmequelle die dank Solarthermie aufgeheizte Umgebungsluft nutzen, ging es unter anderem auch um den Heizstab. Der mir – mit Verlaub geschrieben – besser als Stromfresser bekannt ist. Dennoch wird das Paar Luftwärmepumpe und Heizstab vielerorts als nahezu perfekt, weil sich optimal ergänzend, beschrieben. Ist dem wirklich so?

Doch fangen wir ganz vorne an. Zunächst einmal ist zu erklären, warum man überhaupt einen elektrisch betriebenen Heizstab benötigt, wenn man ein System mit Luftwärmepumpe hat, dass damit ja auf Erneuerbare Energie setzt und nicht auf den Großteils fossil produzierten Strom aus der Steckdose.

Wozu braucht eine Luftwärmepumpe einen Heizstab?

Der Heizstab diene im Team mit der Luftwärmepumpe sozusagen als Joker, der in der Lage sei, noch eine Schippe drauf zulegen, sprich: für zusätzliche Wärme zu sorgen, wenn die, die die Luftwärmepumpe liefert, nicht den vollen Wärmebedarf des Haushalts deckt. Ein solches System inklusive Heizstab als zweiter Wärmeerzeuger werde dann im sogenannten monoenergetischen Betrieb genutzt. An den kalten Tagen, an denen die Luftwärmepumpe den Wärmebedarf nicht decke, und im Schnitt vermag sie laut vieler Fundstellen im Netz mehr als 95 Prozent des Jahresheizenergiebedarfs zu erzeugen – eine Zahl, die ich hier aus Erfahrung zunächst erst einmal anzweifle -, ergänze der elektrisch betriebene Heizstab mit seiner Wärme das Angebot, um die Nachfrage zu bedienen. Dabei sei wichtig, wie stark der Heizstab ist. Braucht er wegen einer zu geringen Heizleistung zu lange, um die nötige Wärme zu erbringen, kostet sein Betrieb womöglich zu viel Strom. Ich behaupte mal, dass die wenigsten Betreiber einer Wärmepumpen-Heizungsanlage im steten Blick haben, wer gerade arbeitet: Wärmepumpe oder Heizstab. Und dass es deshalb schwer ist, die Effizienz des ach so perfekten Paares zu beurteilen. Bei steigenden Stromkosten ist es dann unterm Strich vielleicht doch eher der Heizstab, der – hier als stromfressende Heizung benutzt – den kostenintensiveren Posten einbringt.

Wie groß ist die Leistung des Heizstabes?

Aktuelle, im monoenergetischen Betrieb als zweite Wärmeerzeuger eingesetzte Heizstäbe erbringen Leistungen zwischen zweieinhalb und zehn Kilowatt. Entsprechend anders ausrichten müsse man dann die geplante Heizleistung der Luftwärmepumpe. Sie richte sich bei Vorhandensein eines Heizstabes nicht mehr nach dem sogenannten Normauslegungspunkt, der zum Beispiel minus fünfzehn Grad Celsius betragen könne, sondern nach dem sogenannten Bivalenzpunkt (Dimensionierungspunkt), zum Beispiel minus fünf Grad Celsius. Das hieße, dass die Wärmepumpe dann den Wärmebedarf bis zum Bivalenzpunkt decke. Wenn es draußen kälter als die festgelegten minus fünf Grad Celsius ist, was hierzulande an nur wenigen Tagen im Jahr der Fall ist, dann heize der Heizstab dem Haus zusätzlich ein. Zu sehr teuren Konditionen wohlgemerkt.

Es gebe eine Reihe typischer Situationen, die den zusätzlichen Einsatz des Heizstabes erforderlich machen. Zum Beispiel:

  • bei sehr kalten Außentemperaturen muss die Heizung unterstützt werden
  • bei sehr schwankenden Außentemperaturen sorgt der Heizstab für mehr Sicherheit bei der steten Wärmeerzeugung
  • das Brauchwasser muss erhitzt werden, um einer Verkeimung (Stichwort: Legionellen) vorzubeugen

In einem Heizsystem mit Luftwärmepumpe sei der Heizstab als zusätzliche „Elektroheizung“ nahezu ein Must-have, ist das Fazit meiner Recherche. Anders sei das bei Wärmepumpen, die beispielsweise die Erdwärme (Geothermie) abgreifen. Dort könnte man theoretisch auf den Heizstab verzichten, weil die Erdwärme – anders als die Lufttemperatur – nicht mit der Witterung schwanke.

Wo genau kommt der Heizstab zum Einsatz?

Ein Heizstab ist zum Beispiel eine mögliche Komponente in einer Heizungsanlage mit Wärmepumpe, die einen Pufferspeicher integriert. Dort tritt er als sogenannter Tauchheizkörper in Aktion. Oder er arbeitet als „Flanschheizung“ (Rohrbaugruppe) im sogenannten Heizungsvorlauf. Sowohl als Tauchheizkörper als auch als Flanschheizung sind die Heizstäbe in U-Form gebaut.

Wie viel Strom verbraucht der Heizstab?

Eine Beispielrechnung dafür, wie viel Stromkosten der Betrieb eines Heizstabes verursacht, habe ich hier gefunden. Demnach kommt der Heizstab im Jahr schon auf seine 120 Euro Stromkosten. Dennoch sei sein Einsatz sinnvoll, denn er mache es möglich, die Luftwärmepumpe das ganze Jahr über zu betreiben. Arbeite die nämlich effizient, gleiche sie den vergleichsweise kurzen und zugleich recht ineffizienten Betrieb des Heizstabes locker aus – eine Aussage, die ich durchaus anzweifeln möchte. Ich vermute eher, dass eine Wärmepumpenheizung wegen des Heizstabs und selbstverständlich auch des Stroms, den sie selbst verbraucht, schnell mal zur Stromheizung werden kann. Ein Vermutung, die ich angesichts steigender Stromkosten vor allem im Winter gerne mal LAUT schreibe.

Und wie seht Ihr das perfekte Paar, das Wärmepumpe und Heizstab angeblich sind? Was sind Eure Erfahrungen? Wie oft springt der Heizstab tatsächlich ergänzend ein? Und: Ist das Teamwork nur interessant für den Neubau (Stichwort: Effizienzhaus) oder auch im Bestand?

Foto: sylvi.bechle / photocase.de

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7 Kommentare zu “Heizstab und Luftwärmepumpe – (k)ein perfektes Paar?”

  1. Gerhard Bäurle

    Hallo,

    Vom “perfekten Paar” habe ich seither noch nichts gehört, das ist mir neu.

    Im Zuge der Entscheidungsfindung hat mir jeder Beteiligte gesagt, dass der Heizstab nur eine Art Sicherheitseinrichtung ist, die man zuschalten kann, wenn es doch mal -30° C Außentemperatur hat oder wenn die Wärmepumpe eine Störung und auf die Reparatur gewartet wird.

    In unserem Haus, laut Berechnung 48 kWh/m2a, ist der Heizstab standardmäßig abgeschaltet. Ich kenne auch WP-Besitzer, die schalten auch die Sicherungen des Heizstab aus.

  2. jogi54

    Hi Doreen,

    zunächst, einen wesentlichen Aspekt hast du gar nicht angesprochen – der Heizstab kommt immer dann mit lausigem COP=1 zum Einsatz, wenn sowieso maximal Strom benötigt wird – das bedeutet, dass die Heizstablösung ziemlich kontraproduktiv bezüglich der Reduzierung von CO2 und Kohlekraftwerken ist.

    unklar ist, ob Gerhard Bäurle eine Luftwärmepumpe hat – und wie diese ggf. dimensioniert ist. Vielleicht hat es sie auch erst ein Jahr und -15°C noch nie damit erlebt… *rätsel*

    Als deutlich bessere Alternative zu einer Luftwärmepumpe mit Heizstab bietet sich, wenn es zu keinem Erdkollektor reicht, der Energiezaun- oder Betonabsorber mit !!! kleinem Beton-Erdspeicher an.

    Diese Technologie verspricht bessere COPs (5-6, statt 3-4), als Luft- und auch Erdwärmepumpen, und ist schon länger bekannt, keine Ahnung, wieso die sich bis heute nicht durchsetzen.
    Dazu, wenn gewünscht gerne mehr.

    Meine persönliche Meinung:

    wesentlich sinnvoller und auch effektiver als ein Heizstab – aus CO2 Aspekt und Betriebskosten – ist als Not-Zusatzheizung ein Heizkamin mit/ohne Wassertasche.

    für grad jetzt/heute

    lg jogi

    1. Doreen

      Hallo jogi54! Vielen Dank für den erhellenden Input. Genauso habe ich es mir erhofft, als ich das Thema online gestellt habe: Dass hier eine der ein oder andere Experte noch fehlende Aspekte ergänzt oder angesprochene vertieft! Vielen Dank dafür! lg, Doreen.

  3. Dipl.-Ing. Axel Creifelds

    Die Angst vor dem “bösen” Heizstab bei LWP ist reine Panikmache von den Gegnern dieser.
    Eine gut dimensionierte LWP Anlage (Vollmodulation) mit Heizstab ist wesentlich preiswerter und energieeffizienter als eine ohne mit erheblicher Überdimensionierung für den überwiegenden Teillastfall.
    Hier ist selbstverständlich sorgfältige Grundlagenermittlung und Anlagendimensionierung Voraussetzung. Der Energieanteil des “bösen” Heizstabes beträgt lediglich < 1% der jährlichen Jahresheizarbeit (Bedarf). Bei einem Neubau mit z.B. 10 MWh/a sind das < 100 kWh/a E-direkt.
    Bei 0,20 €/kWh Wärmepumpenstrom sind das jährlich 20 € hierfür, im Gesamtzusammenhang wohl wenig bedeutsam 😉
    Für eine Teilsanierung von Bestandsanlagen sind LWP allerdings meist weniger geeignet, da weder vorhandene Heizflächen noch Hydraulik "wärmepumpenfreundlich" vorhanden sind.
    Bei jedoch vollständiger Sanierung bzw. energergetischer Optimierung können sie auch im Bestand interessant sein.
    Gut dimensionierte LWP Anlagen erreichen insgesamt thermische Anlagenaufwandszahlen ~ 0,29!

    1. Doreen

      Vielen Dank, Herr Dipl.-Ing. Axel Creifelds! Ich bin froh, dass wir hier alle Experten zu Wort kommen lassen und sich so am Ende ein doch rundes Bild zum Thema ergibt. Ich gucke mir die Kombi mit LWP und Heizstab jetzt mal genauer an. Viele Grüße, Doreen Brumme.

  4. W. Hess

    Bei einer Luftwärmepumpe gibt es bei der Planung 2 Möglichkeiten bezüglich des Heizstabes. Entweder man dimenioniert die Anlage genau nach dem Wärmebedarf des Hauses, wobei dann der Heizstab bei sehr kalten Temperaturen zuschaltet oder man überdimensioniert die Anlage und betreibt sie dann bei kalten Temperaturen ohne Heizstab auf Kosten eines unwirtschaftlicheren Betriebes bei milden Temperaturen.

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