E-Raumheizung - Reparatur

So Andrea, jetzt kannst du lesen:

Müssen Anschluss und Betrieb einer Speicherheizung vom EVU genehmigt werden?

Wie alle elektrischen Heizungsanlagen mit einer Anschlussleistung von über 2 kW ist auch der Betrieb einer Speicherheizung genehmigungspflichtig. Das EVU wird eine Genehmigung unter anderem vom Ausbauzustand des Netzes und von der vorhandenen Netzbelastung abhängig machen, damit keine zusätzlichen Investitionen notwendig werden. Elektro-Speicherheizungen werden nur genehmigt, wenn - Netzkapazitäten in den Schwachlastzeiten frei sind,
keine Häufung von Speicherheizungen im betreffenden Wohngebiet auftritt, vom EVU vorgegebene Lademodelle berücksichtigt werden,
die Anschlussleistung der Geräte nicht höher gewählt wird, als es dem Normwärmebedarf Q, -nach DIN 4701 entspricht,
Aufladesteuerungen mit der vom EVU geforderten Charakteristik eingesetzt werden usw.

Einzelraumheizung mit Speicherheizgeräten

Bei dieser am meisten verbreiteten elektrischen Heizungsart werden einzelne Speicherheizgeräte in jedem Raum installiert.
Die Speicherheizgeräte bieten unter anderem folgende Vorteile:
optimale Regelmöglichkeiten,
günstiger Anschaffungspreis sowie geringe Installations- und Wartungskosten, problemloser Einbau bei der Renovierung von Altbauten, freistellende und hängende Gerätemontage,
kein Heizungsraum erforderlich.

Wie sind Speicherheizgeräte aufgebaut?

Der Speicherkern besteht aus einem Material mit hoher spezifischer Wärmekapazität. Damit ist es möglich, mit einem relativ kleinen Speicherkern eine große Wärmemenge zu speichern. Für den Speicherkern werden gesinterte Eisenoxidsteine mit den Handelsnamen Magnesit oder Feolit eingesetzt. Um den Transport zu erleichtern, wird der Speicherkern wegen des hohen Gewichtes erst am Montageort aus einzelnen Steinen im Ziegelsteinformat zusammengesetzt. Die Aufheizung des Speicherkerns bis zu 750 'C erfolgt während der Freigabezeiten des EVU durch darin eingebettete Heizspiralen oder Rohrheizkörper. Damit die gespeicherte Wärme langsam an die Raumluft abgegeben wird, ist der Speicherkern mit einer mehrschichtigen, hochwertigen Wärmedämmung, z. B. bestehend aus Microthermatten oder Dämmschäumen, umgeben.
Die Wärmedämmung ist so beschaffen, dass die maximal zulässigen Oberflächenübertemperaturen gegenüber der Raumluft von nicht überschritten werden.
70 K an der Vorderwand,
60 K an der Rückwand und den Seitenflächen sowie
45 K an der Abdeckplatte der Geräte
Während das Bild oben dargestellte Gerät die Wärme nur ungesteuert (statisch) über die Oberfläche an die Raumluft abgeben kann, erfolgt die Wärmeabgabe bei den in den Bildern unten gezeigten Geräten steuerbar bzw. regelbar über einen eingebauten Lüfter (dynamische Wärmeabgabe). Die Raumluft wird vom Lüfter angesaugt, durch die Luftkanäle des aufgehetzten Speicherkerns geblasen, dabei erwärmt und durch das Luftaustrittsgitter abgegeben. Bei hohen Temperaturen des Speicherkerns wird der austretenden Raumluft über die bimetallgesteuerte, automatische Luftmischklappe (Bypassteuerung) kühle Raumluft zugemischt. Damit wird sichergestellt, dass die maximal zulässige Luftaustritts-Übertemperatur von 120 K, gemessen 10 cm vor dem Luftaustrittsgitter, nicht überschritten wird, und die Austrittstemperatur weitgehend unabhängig vom Ladezustand des Gerätes bleibt.

Zu welchen Tageszeiten erfolgt die Aufheizung?
Die normale Aufheizzeit (Freigabedauer tn) für Speicherheizungen liegt nachts zwischen 22-00 Uhr und 6:00 Uhr, was einer zusammenhängenden Ladezeit von 8 h entspricht. Wie zeigt, ist während dieser Zeit das Netz durch die anderen Verbraucher am geringsten belastet. In einigen EVUs wird eine zusätzliche Ladezeit von mehreren Stunden (Zusatzfreigabedauer tzr) in den Lastsenken am Tage gewährt. Durch die zusätzlich am Tage aufgenommene Wärmemenge können die Speicherkapazitäten der Speicherheizungen verringert und die Investitionskosten gesenkt werden. Der Arbeitspreis für die Tagnachladung liegt in der Regel jedoch höher als der Preis für den "Nachtstrom".
Die Freigabezeiten für die Aufheizung einer Speicherheizung werden von den EVU's je nach Netzbelastung über Tarifsteuergeräte zentral von den Netzleitstellen gesteuert, um die Lasttäler weitgehend aufzufüllen und zusätzliche Lastspitzen zu vermeiden. Das für EVU's unwirtschaftliche An- und Abfahren der Kraftwerke kann so zumindest verringert und der Wirkungsgrad der gesamten Stromversorgung gesteigert werden.

Warum gibt es verschiedene Lademodelle?

Mit dem entsprechenden Lademodell, wird die zeitliche Steuerung der Aufladung festgelegt. Am gebräuchlichsten sind Vorwärts-, Mittelspreizungs- und Rückwärtssteuerung. Das zuständige EVU gibt die für die örtlichen Netzverhältnisse zu wählende Steuerungsart vor und kann sie - falls erforderlich - auch abändern. Bei der Vorwärtssteuerung werden alle Geräte zu Beginn der Freigabedauer tF eingeschaltet und nach und nach je nach ihrem Ladezustand in Abhängigkeit von der Witterung und ihrer Restwärme abgeschaltet. Durch das gleichzeitige Zuschalten aller Geräte am Anfang der Freigabezeit können neue Lastspitzen auftreten. Bei der Rückwärtssteuerung werden die Geräte nach und nach zugeschaltet, so dass sie erst zum Ende der Freigabedauer den gewünschten, außentemperaturabhängigen Ladezustand erreichen. Die Mittelspreizungssteuerung verlegt die Ladezeit in die Mitte der Freigabezeit. Im gesamten Netz werden die Anlagen gemischt mit Vorwärts-, Mittelspreizungs- und Rückwärtssteuerung- gefahren, um die vorhandenen Lasttäler möglichst gleichmäßig auszufüllen.

Wie funktionieren Aufladesteuerungen?

Das Funktionsprinzip lässt sich jedoch ohne weiteres auf alle anderen Arten von Speicherheizungen übertragen.
Da sich die Aufladesteuerungen der einzelnen Hersteller im Detail unterscheiden, wird die Funktionsweise nicht im einzelnen, sondern nur prinzipiell an einer Steuerung mit einem thermomechanischen Laderegler erläutert.
Eine Aufladesteuerung besteht mindestens aus einem Zentralsteuergerät, dem Witterungsfühler sowie dem Laderegler mit dem Steuerwiderstand im Speicherheizgerät. Der Witterungsfühler (temperaturabhängiger Widerstand) erfasst die Witterungsbedingungen, z. B. Außentemperatur, Wind, und gibt sie als Führungsgröße auf das Zentralsteuergerät. Im Zentralsteuergerät wird die Führungsgröße mit den verschiedenen Einstellwerten (Sollwerten) zu einer Steuerspannung an den Ausgangsklemmen ZI und^2 verknüpft. Die Steuerspannung kann eine Gleichspannung sein, entspricht bei den meisten Geräten jedoch der Netzspannung von 230 V, die über eine Schwingungspaketsteuerung impulsartig ein- und ausgeschaltet wird. Die Einschaltzeit im Verhältnis zur Periodendauer der Schwingungspakete wird als Einschaltdauer ED bezeichnet. Zur zeitlichen Steuerung der Aufladung bei der Spreizungs- und Rückwärtssteuerung wird die Einschaltdauer der Ausgangsspannung des Zentralsteuergerätes zusätzlich von einem eingebauten Zeitglied beeinflusst. Das Steuersignal wird über die Klemmen AI/ZI und A2/Z2 auf den Steuerwiderstand des Steuerfühlers im Speicherheizgerät geführt. Dieser setzt die elektrische Führungsgröße in eine entsprechende Steuertemperatur um, die zusätzlich zum Wärmefühler im Speicherkern auf den Laderegler (Temperaturregler) i des Speicherheizgerätes wirkt. Der Regler reagiert auf die Summe von Speicher- und Steuertemperatur.
Dadurch wird erreicht,
- dass der Laderegler bei hoher Außentemperatur = große Einschaltdauer ED = hohe Temperatur am Steuerwiderstand schon bei einer geringen Speichertemperatur abschaltet.
- bei geringer Außentemperatur = kleine Einschaltdauer ED = geringe Temperatur am Steuerwiderstand = erst bei hoher Temperatur im Speicherkern abschaltet.
Die Aufladung und damit die gespeicherte Wärmemenge des Speicherheizgerätes wird somit über das Steuergerät von der Außentemperatur unter Berücksichtigung der Restwärmemenge bestimmt. Damit die Aufladesteuerung auch bei Unterspannung noch einwandfrei arbeitet, wird die Ladung nach DIN bereits bei einem Steuersignal mit einer Einschaltdauer von 80% unterdrückt, d. h. bei einer ED > 80 % erfolgt keine Aufladung mehr. Bei dem im gezeigten Prinzipschaltbild wird von einer Außentemperatur von 0 ®C ausgegangen. Das entspricht einer Einschaltdauer des Steuersignals von ED = 26 % und einem Sollwärmeinhalt von 67 %. Der Laderegler schaltet bei einer Summe aus Steuertemperatur und Speichertemperatur von 200 grad C die Heizelemente im Speicherkern ab. Bei weiter ansteigender Summentemperatur wird zusätzlich der Steuerwiderstand über die vierte Kontaktbahn des Ladereglers abgeschaltet, damit das System durch den sonst entstehenden Überdruck nicht zerstört wird.

Wie erfolgen Montage und Anschluss von Aufladesteuerungen?

Das Zentralsteuergerät wird in der Regel innerhalb eines Verteilers auf einer Hutprofilschiene befestigt. Die Montage muss nach DIN 44574 an der kältesten Stelle, d.h. auf der untersten, Montageschiene des Verteilers, erfolgen. Beidseitig ist ein Mindestabstand von je einer ;' Teilungseinheit zu anderen Geräten freizuhalten. Der Witterungsfühler wird mindestens 2 m | über dem Boden in das äußere Mauerwerk vorzugsweise in Richtung der Hauptbenutz- ;
ungsräume, jedoch nicht an der Süd- oder Westseite eingebaut. Der Fühler darf nicht durch direkte Sonneneinstrahlung und sonstige Wärmequellen, z. B. Lüftungsschächte, geöffnete Fenster, beeinflusst werden. Der Witterungsfühler ist in Mörtel einzubetten, damit sich ein | einwandfreier thermischer Kontakt zum Mauerwerk ergibt. Beim elektrischen Anschluss einer Aufladesteuerung ist unbedingt die Betriebsanleitung des i Herstellers heranzuziehen. Allgemein ist zu beachten:
Anschlüsse an den Klemmen L und N nicht vertauschen,
Beschaltung der Steueradern für die Freigabe LF, Zusatzfreigabe LZ usw. entsprechend i
den Vorschriften (TAB) des örtlichen EVU über potentialfreie Kontakte. Sie müssen |
phasengleich mit der Leitung L angeschlossen sein, l
keine Netzspannung an die Klemmen ZI und Z2 sowie an die Anschlussklemmen des l
Witterungsfühlers legen,
freie, nicht benötigte Klemmen auf keinen Fall als Verdrahtungsstützpunkte benutzen,
Anzahl der anschließbaren Speicherheizgeräte beachten, damit die maximal zulässige
Belastung (Bürde) des Zentralsteuergerätes von meistens 200 W nicht überschritten wird, ;
nur Heizgeräte mit gleichartigen Ladereglern, d.h. thermomechanisch oder elektronisch
wirkende Regler mit den entsprechenden Zentralsteuergeräten der gleichen Spannung und
Einschaltdauer direkt Zusammenschalten oder entsprechende Anpassungsschaltungen
einsetzen,
Steuerleitung für die Ladeschütze je nach Steuergerät an die Klemmen LF oder SH
anschließen. Beim Anschluss an SH werden die Ladeschütze nur eingeschaltet, wenn ein
bestimmter Soll Ladegrad überschritten und das Steuersignal an den Ausgangsklemmen ;
Z1/Z2 eine bestimmte ED unterschreitet.
Bei der Installation sind neben den Anforderungen der Hersteller die DIN-VDE-Normen und auf jeden Fall die Technischen Anschlussbedingungen des örtlichen EVU zu beachten.

Wie werden Speicherheizgeräte gewartet?

Die Wartung von elektrischen Speicherheizgeraten beschränkt sich im wesentlichen auf die Reinigung des Lüfters sowie der gesamten Lüfterschublade und des eventuell vorhandenen Flusensiebs am Lufteintritt. In Räumen mit starkem Staub- und Flusenanfall, z. B. in Schlafzimmern, sollte die Reinigung vor jeder Heizperiode, sonst alle zwei Jahre vorgenommen werden. Eventuell kann bei der Übergabe vom Errichter der Anlage ein Wartungsvertrag mit dem Benutzer abgeschlossen werden.
Nach einer Reparatur, bei der das Speicherheizgerät geöffnet wurde oder nach der Montage eines bereits in Betrieb gewesenen Gerätes, ist eine erneute Inbetriebnahme mit den vorgeschriebenen Messungen und Prüfungen durchzuführen. Dabei ist insbesondere DIN VDE 0701 Teil ^(Instandsetzung, Änderung und Prüfung von Speicherheizgeraten) [5] [5.2] zu beachten.
Achtung:
- Teile der Wärmedämmung, an denen Schäden zu erkennen sind, die die Sicherheit beeinträchtigen können, müssen durch neue Teile ersetzt werden.
- Bei der Wiederinbetriebnahme ist die erste Aufladung, ausgehend vom kalten Gerätezustand bis zum Abschalten des Ladereglers, vom Fachmann zu überwachen.
Für die Steuerung und Regelung von elektrischen Heizungssystemen sind verschiedene Steuer-und Regelgeräte notwendig, die über viele Jahre einen sicheren und störungsfreien Heizbetrieb bei geringstem Energieeinsatz und optimalem Komfort garantieren sollen. Die Heizanlagen-Verordnung schreibt Einrichtungen zur Steuerung und Regelung bei allen Heizanlagen mit einer Wärmeleistung von >4 kW zwingend vor. Für den Elektrofachmann stehen dabei die richtige Auswahl und Installation der verschiedenen Steuer- und Regelgeräte im Vordergrund.

Frei nach meinem Lehrer, ohne Gewähr.

mfg Joe

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