Nutzung von Einschraubheizkörpern zur Warmwassererhitzung

Ein Einschraubheizkörper (auch Heizpatrone oder Heizstab genannt) ist ein elektrisches Heizelement, das über einen Heizwiderstand flüssige wie auch gasförmigen Medien wie ein Tauchsieder schnell erhitzt. In ihrer einfachsten Ausführung bestehen Einschraubheizkörper aus einem hochohmigen Draht oder auch Heizleiter und werden als Heißwasserbereiter, zur Öl-Erwärmung, in Reinigungsanlagen, zur Lufterwärmung oder in Warmwasserspeichern eingesetzt. Besonders in seiner Funktion in Durchlauferhitzern dürfte er den meisten ein Begriff sein.

Der Einschraubheizkörper kann deshalb so variabel eingesetzt werden, da er in der Regel sehr kompakt aufgebaut ist. Das liegt nicht zuletzt an den drei u-förmig gebogenen Heizelementen, die in die Verschraubungseinheit eingelötet sind. Alternativ gibt es die Einschraubheizkörper natürlich auch mit einer seitlichen PG-Verschraubung, angebrachten Reglern oder Begrenzern. Moderne Einschraubheizkörper werden heute in erster Linie aus dem Mantelwerkstoff 1.4571 hergestellt.

Seine eigentliche Funktion als Wasser-Erhitzer hat der Einbauschraubheizkörper zwar behalten, dafür wurden aber im Lauf der Jahre eine Reihe neuer Modelle für spezielle Direketheizanwendungen konzipiert. Diese unterscheiden sich sowohl in ihrer Ausführung, dem Fertigungsmaterial, zusätzlichen Temperatur-Einstell- und -Begrenzermöglichkeiten. Aktuell sind folgende Einbauschraubheizkörpertypen geläufig:

In vielen Anwendungsfällen kommen Einschraubheizkörper auch in Pufferspeichern und Warmwasserspeichern zum Einsatz. Zur Installation wird der Einschraubheizkörper einfach an einen Speicher geschraubt. Es kann dabei ein bereits installierter Speicher verwendet oder ein neuer gekauft werden. Der Einschraubheizkörper muß so eingebaut werden, daß der beheizte Bereich vollständig von Flüssigkeit umgeben ist. wobei der Einbau waagerecht oder senkrecht erfolgen kann. Gegen Trockenbetrieb sind Schutzmaßnahmen wie z.B. Schwimmer-Schalter o.ä. bauseits vorzunehmen.

Häufig werden Einschraubheizkörper als sogenannte Wärmepumpen-Heizstäbezur elektrischen Heizungsunterstützung im monoenergetischen Anlagenbetrieb (Wärmepumpe und E-Heizkörper werden mit Strom betrieben) eingesetzt. Dies ist vielfach bei Luft-Wasser-Wärmepumpen der Fall, die im Winter nicht ausreichend Wärme über den Kreisprozess der Wärmepumpe erzeugen können. Die Wärmepumpe arbeitet dann bis zu einer vordefinierten Außentemperatur, bei darunter liegenden Außentemperaturen schaltet sich der elektrische Einschraubheizkörper zu. Vielfach wird ein Einschraubheizkörper auch zum Legionellenschutz in Trinkwarmwasserspeichern genutzt.

Mit abnehmender Einspeisevergütung wird es lukrativer, den selbst produzierten Solarstrom auch selbst zu verbrauchen. Daher kommt auch eine Nutzung zur Warmwassererhitzung per Einschraubheizkörper in Betracht. PV-Anlagenbesitzer benötigen dazu nur einen entsprechenden Wassertank, der an die Hauswasserversorgung über ein Pumpsystem angeschlossen wird. Der Wassertank selbst wird dann mit einem passenden Einschraubheizköper beheizt, der seine Energie von der PV-Anlage bezieht.

Einschraubheizkörper für PV-Eigenverbrauch besitzen dabei drei Heizwendeln, die auf einer Spule angebracht sind. Zwei Heizwendeln nutzen den Gleichstrom der Photovoltaikanlage direkt. Der dritte dient zum Nachheizen, wenn die Anlage nicht genügend Solarstrom produziert und funktioniert mit Wechselstrom an. Die Kopplung an die Photovoltaikanlage geschieht mit einem MC4-Stecker. Die Installation eines Einschraubheizkörpers darf nur von autorisierten Elektro-Fachkräften gemäß der VDE-Vorschriften und den Verordnungen des Energieversorgungsunternehmen vorgenommen werden.

Am Warmwasserboiler kann dann die gewünschte Temperatur des Wassers per Drehknopf eingestellt werden. Ein Temperaturfühler an den Heizwendeln übermittelt einem im Boiler eingebauten Controller, wie warm das Wasser ist, so dass bei Bedarf die dritte Heizwendel in Betrieb geht, um zuzuheizen. Je nach Warmwasserverbrauch und Leistung der PV-Anlage kann durchaus auch die gesamte erzeugte Solarstrommenge über den Einschraubheizkörper im eigenen Haus zur Warmwassererhitzung verwendet werden.

Aktuell bekommt man einfache Einschraubheizkörper mit 230 Volt Anschluss schon für unter 100 Euro. Diese sind für Kleinanlagen vollkommen ausreichend und bieten den größtmöglichen Installationskomfort. Ihnen gegenüber stehen dann natürlich Profi-Einschraubheizkörper zur Erwärmung großer Trinkwasser-Tanks. Ein Tank sollte für einen vierköpfigen Haushalt eine Größe von ca. 400 Litern aufweisen. Es gibt sie in den Größen zwischen 100 und 500 Litern, die Kosten für einen Warmwasserspeicher liegen zwischen 500 und 2000 Euro je nach Größe und Ausführung.