Deutlich sichtbar geht die Elektrifizierung auf der Straße mit großen Schritten voran. Von den Vorteilen der elektrischen Energieerzeugung profitieren aber nicht nur Autofahrer. Auch Betreiber von Gewerbebetrieben, Industrieanlagen und Fernwärmenetzen nutzen diese für sich. Möglich ist das mit einem Elektroheizkessel, der Strom zur Erzeugung von Warmwasser, Wärme, Heißwasser oder sogar Dampf verwendet. Stammt die eingesetzte elektrische Energie aus regenerativen Quellen, ist das nicht nur günstig. Es verbessert auch den CO2-Fußabdruck von Unternehmen und hilft, die Luft rein zu halten. Elektroheizkessel emittieren darüber hinaus keine Abgase, was auch die Aufstellung vereinfacht.
Deutsche-Thermo.de informiert über Technik, Vorteile und Einsatzbereiche der Elektroheizkessel vom 50 kW bis 30 MW für Gewerbe und Industrie.
Die Themen im Überblick
Elektroheizkessel: Power-to-Heat für Gewerbe und Industrie
Elektroheizkessel sind kompakte Anlagen, die elektrische Energie in Wärme umwandeln. Diese nutzen sie daraufhin, um Trink-, Heizungs- oder Prozesswasser zu erwärmen. Die elektrischen Kessel lassen sich darüber hinaus auch verwenden, um Heißwasser und Dampf zu erwärmen. Das zeigt den großen Einsatzbereich der Anlagen, die in der Regel eine Leistung von 50 bis 35.000 Kilowatt aufweisen. Ist der Leistungsbedarf höher, installieren Fachbetriebe mehrere Elektroheizkessel als Kaskade, um weitere Einsatzfälle im industriellen Bereich abzudecken.
Verschiedene Funktionsweisen der Heizkessel für elektrische Energie
Viele Elektroheizkessel nutzen das Prinzip eines Tauchsieders. Sie verfügen über ein elektrisches Heizelement oder einen Einschraubheizkörper, der sich unter Spannung erhitzt. Elektrodenkessel nutzen hingegen zwei in der Flüssigkeit befindliche Elektroden. Fließt Wechselstrom durch diese hindurch, kommt es auch hier zur elektrischen Widerstandsbeheizung. Während Kessel mit Widerstandsheizelementen wie Einschraubheizkörpern in der Regel bei Niederspannung arbeiten, nutzen Elektrodenheizkessel oft Hochspannung.
Kompakte Bauweise ohne Abgase mit geringem Wartungsaufwand
Konventionelle Kessel für Öl, Gas oder Biomasse verbrennen verschiedene Stoffe, um Wärme zu erzeugen. Der Vorgang setzt Schadstoffe frei, die sich zum einen im Kessel, zum anderen aber auch in der Atmosphäre ansammeln. Während Letzteres der Umwelt schadet, sorgen Ablagerungen im Wärmeerzeuger für einen hohen Wartungsaufwand. Diesen gibt es bei Elektroheizkesseln nicht. Ohne Verbrennung und Rauchgaswege lassen sich die Anlagen kompakter ausführen. Sie sind besonders wartungsarm und abhängig von der Stromquelle auch sauber sowie umweltfreundlich.
Power-to-Heat mit Elektroheizkesseln in Gewerbe und Industrie
Durch ihre spezielle Funktionsweise sind Elektroheizkessel schnell von Null- auf Volllast. Sie reagieren damit auf unterschiedliche Netzanforderungen und eignen sich dazu, Überschussstrom aus Photovoltaik- und Windkraftanlagen in Wärme umzuwandeln. Die sogenannte Power-to-Heat-Technik (Strom-zu-Wärme) gleicht auf diese Weise nicht nur Netzschwankungen aus. Sie verhilft Unternehmen mit dem Einsatz von günstigen oder sogar kostenfreien Strom auch dabei, die Betriebskosten zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen.
Übrigens:
Ein positiver Nebeneffekt der Elektroheizkessel ist die Möglichkeit, den eigenen CO2-Fußabdruck zu senken. Betriebe sparen dabei nicht nur bei den Gas- oder Ölpreisen. Sie senken auch die Ausgaben durch die steigende CO2-Abgabe.
Vorteile der Kessel für Warmwasser, Heißwasser und Dampf
Wer bestehende Wärmeerzeuger ersetzt oder um einen Elektroheizkessel erweitert, profitiert heute von zahlreichen Vorteilen. Allen voran steht die günstige Energieerzeugung mit kostenfreiem oder günstigem Überschussstrom. Aber auch konstruktive Vorteile sprechen häufig für den Einsatz der Kessel, die 50 kW bis 35 MW für gewerbliche und industrielle Zwecke bereitstellen. Die folgende Übersicht zeigt, welche das sind:
geringer Platzbedarf
Durch das Fehlen der Verbrennungstechnik einschließlich dafür nötiger Regelung und Abgaswege fallen Elektroheizkessel deutlich kompakter aus. Sie benötigen weniger Platz und ermöglichen es, Gewerbe- oder Industriegebäude besser zu nutzen.
geringer Wartungsaufwand
Elektrische Heizkessel arbeiten ohne Verbrennung und erzeugen keine Abgase oder Schadstoffe, die Wärmeübertrager zusetzen könnten. Dementsprechend ist der Wartungsaufwand im Vergleich zu konventionellen Anlagen deutlich geringer. Das spiegelt sich letztlich auch im Personalbedarf und in den Betriebskosten wider.
einfache Montage
Hersteller bauen Elektroheizkessel in der Regel modular auf. Sie liefern schlüsselfertige Elemente, die Handwerker vor Ort nur aufstellen und fachgerecht anschließen. Der Aufwand ist dabei deutlich geringer als bei konventionellen Gas- oder Ölkesseln.
niedrige Anschaffungskosten
Der einfache Aufbau sorgt nicht nur für Vorteile bei Wartung und Montage. Er reduziert auch die Anschaffungskosten. Denn Elektroheizkessel und Elektrodenkessel kommen mit weniger Komponenten aus als übliche Anlagen und kosten daher meist weniger.
niedrigere Betriebskosten
Haben Betriebe eigene Photovoltaik oder Windkraftanlagen, können sie den damit erzeugten Strom zur Wärme-, Heißwasser- oder Dampferzeugung nutzen. Sie versorgen sich deutlich günstiger und reduzieren ihre Betriebsausgaben.
flexible Aufstellung
Ohne Verbrennung benötigen die Anlagen weder Kraftstoffe noch Schmieröle. Sie arbeiten leiser, sauberer und lassen sich ohne Sauerstoffbedarf und Emission von Abgasen auch in Innenräumen deutlich flexibler aufstellen.
bessere ATEX-Einstufung
Auch in puncto Explosionsschutz sind elektrische Heizkessel im Vorteil. Sie lassen sich explosionsgeschützt ausführen und somit noch flexibler in Gewerbe und Industrie einsetzen.
Teilnahme am Regelenergiemarkt
Mit einem Elektroheizkessel bieten Betreiber von Gewerbe- und Industrieanlagen negative Regelenergie an. Das heißt: Übersteigt die Stromproduktion im Versorgungsnetz die Nachfrage deutlich, etwa durch viel Wind oder starken Sonnenschein, muss die Energie aus dem Netz. Elektrische Kessel ermöglichen das in Kürze und helfen somit dabei, das öffentliche Versorgungsnetz zu stabilisieren. Für Betreiber ergeben sich daraus neue Einsparmöglichkeiten.
Übrigens:
Die Übersicht zeigt, dass Elektroheizkessel mit vielen Vorteilen verbunden sind. Ob sie in der Praxis infrage kommen, klärt ein Anbieter oder Fachhandwerker im Rahmen einer individuellen Beratung.
Einsatzbereiche der Elektroheizkessel in Gewerbe und Industrie
Elektrisch betriebene Wasser-, Heißwasser- oder Dampfkessel sind mit einer Leistung von 50 KW bis 35 MW erhältlich. Sie lassen sich flexibel aufstellen und kommen daher in unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz. Die folgende Übersicht zeigt, welche das sind:
- Power-to-Heat-Anwendungen
- Regelenergie-Einsatzbereiche
- Netze für Nah- und Fernwärme
- Krankenhäuser und Pflegeheime
- Hotels und große Gastronomien
- Verschiedene öffentliche Gebäude
- Verschiedenste Industriezweige
Darüber hinaus kommen Elektroheizkessel zur Stand-by-Absicherung konventioneller Wasser- oder Dampfkessel zum Einsatz. Fallen Letztere einmal aus, lassen sie sich in wenigen Minuten mit einem elektrischen Heizkessel ersetzen, um die Produktion oder den Betrieb aufrechtzuerhalten.
Teilautarke Energieversorgung mit Photovoltaik und Windkraft
Interessant sind Elektroheizkessel darüber hinaus für alle Betriebe, die Strom selbst erzeugen und Warmwasser, Prozesswärme, Heißwasser oder Dampf benötigen. Denn diese versorgen sich günstig bis teilautark mit elektrischer Energie. Sie senken ihren CO2-Ausstoß und sparen Betriebskosten ein.
Übrigens:
Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien wird es immer öfter zu Überschüssen im Stromnetz kommen. Diese lassen sich mit Elektroheizkesseln abfangen. Betreiber solcher Anlagen profitieren dabei von sehr guten Konditionen oder Vergütungsmodellen.
Arten der elektrischen Heizkessel im Überblick
Geht es um Funktion und Einsatz der Kessel, sind verschiedene Bauarten zu unterscheiden. Ausschlaggebend sind dabei folgende Punkte:
- Was erzeugen die Kessel mit elektrischer Energie?
- Wie erzeugen die Elektroheizkessel nutzbare Wärme?
- Mit welcher Spannung arbeiten die Wärmeerzeuger?
Elektrisch betriebene Wasser-, Heißwasser- oder Dampfkessel
In Bezug auf das Produkt ihrer Arbeit lassen sich die Anlagen in Wasserwärmer, Heißwasser- und Elektrodampfkessel unterscheiden. Was diese auszeichnet, zeigt die folgende Tabelle.
| Bauform der Elektroheizkessel | Beschreibung |
|---|---|
| Elektrokessel für Trinkwasser, Heizungswasser oder Prozesswasser | Elektroheizkessel erhitzen in ihrer einfachsten Bauform Trink-, Heizungs- oder Prozesswasser. Dazu bestehen sie in der Regel aus einem großen Speicher mit einer starken Isolierung.
Eine eingeschraubte Heizpatrone erhitzt sich unter Spannung und überträgt Wärme auf das flüssige Medium. Leistung und Temperaturen lassen sich dabei sehr gut und in einem großen Bereich regulieren. Erhältlich sind hier unter anderem Speicher mit integrierten Heizelementen, Kompaktspeicher als Durchlauferhitzer sowie Speicher mit externem Durchlauferhitzer. Die Anlagen leisten 50 kW bis über 35 MW und erhitzen Wasser bei Drücken von bis zu 6 bar. Durch die modulare Bauweise sind höhere Leistungen mit Kaskaden möglich. |
| Elektrokessel für Heißwasser und Dampf | Elektrodampfkessel für Dampf oder Heißwasser sind in der Regel als Wasserraumkessel aufgeführt. Sie verfügen über Pumpen, die aufbereitetes Speisewasser in den Kessel leiten, um dieses dann unter Druck zu erhitzen oder zu verdampfen.
Auf diese Weise lassen sich bis zu 100.000 Kilogramm Dampf pro Stunde erzeugen. Der Druck liegt bei bis zu 16 bar. Spezielle Hochdruckdampfkessel stellen sogar Dampf mit bis zu 85 bar elektrisch zur Verfügung. |
Ganz gleich, welche Bauart zum Einsatz kommt, liefern Hersteller Elektroheizkessel in der Regel vormontiert und anschlussfertig auf einem stabilen Stahlrahmen. Die Anlagen sind daher mobil und schnell einsatzbereit.
Funktionsweise der elektrischen Warmwasser- und Dampferzeuger
Wie einleitend beschrieben, lassen sich Elektroheizkessel in Anlagen mit Heizelement und Elektroden unterscheiden. Weit verbreitet sind dabei sogenannte Widerstandsheizelemente, die sich unter Spannung erwärmen. Sie arbeiten in der Regel mit Niederspannung von 230, 400 oder 690 Volt.
Hochleistungs-Elektroheizkessel setzen hingegen auf Elektroden. Diese befinden sich paarweise im Wasser und sind an das Wechselstromnetz angeschlossen. Fließt Strom, erhitzt sich das Medium dabei wie bei einer Widerstandsheizung. Die sogenannten Elektrodenheizkessel arbeiten mit Mittel- oder Hochspannung und erzeugen im Vergleich eine höhere Leistung.
Übrigens:
Während sich Widerstandsheizungen vergleichsweise einfach über die elektrischen Betriebsparameter regeln lassen, funktioniert das bei Elektrodenkesseln nicht. Hier hängt die Leistung davon ab, wie tief die Elektroden in die Flüssigkeit eintauchen. Bei Dampfkesseln regelt sich die Leistung dabei von selbst, da der Dampf die Flüssigkeit ersetzt bzw. verdrängt. Üblich sind aber auch variable Füllstände oder hoch- und herunterfahrbare Kunststoffhüllen über den Elektroden.
Die Spannung der Elektroheizkessel für Gewerbe und Industrie
In Bezug auf den elektrischen Anschluss sind Elektrokessel für Niederspannung und Mittel-/Hochspannung zu unterscheiden. Erstere bilden heute den größten Teil angebotener Geräte. Elektrokessel für Niederspannung verfügen über einen dreiphasigen Anschluss und arbeiten mit einer Spannung von 230, 400 oder 690 Volt. Mittel- oder Hochspannungskessel kommen bei sehr hohen Leistungsanforderungen zum Einsatz. Sie sind weniger weit verbreitet und arbeiten in der Regel mit 6.000 bis 24.000 Volt (6 bis 24 kV).
Wichtig zu wissen:
Während Fachhandwerker Niederspannungs-Elektroheizkessel in nahezu jeder Anlage installieren, benötigen sie für Hochspannungsanlagen einen entsprechenden Anschluss an das Versorgungsnetz.
Elektroheizkessel mieten oder kaufen: Vergleich
Anlagenbetreiber können Elektroheizkessel mieten oder kaufen. Im ersten Fall nutzen sie die Anlagen für einen bestimmten Zeitraum. Sie zahlen einen monatlichen Betrag, der sich direkt steuerlich geltend machen lässt. Von Vorteil ist dabei, dass Vermieter effiziente und moderne Geräte zur Verfügung stellen. Sie kümmern sich bei Bedarf um die Installation sowie die Wartung und stehen bei Problemen rund um die Uhr zur Verfügung.
Wer einen Elektroheizkessel kaufen möchte, hat zunächst höhere Investitionskosten. Er zahlt dafür keine monatlichen Raten und muss sich in der Regel selbst um Wartung sowie Instandhaltung kümmern.
Unser Tipp:
Welche Lösung günstiger ist, lässt sich ohne weitere Informationen nicht genau bestimmen. Denn hier entscheiden die Kosten, die bei Miete oder Kauf der Elektroheizkessel anfallen. Ein individuelles Angebot gibt Aufschluss. Es zeigt, wie viel Elektroheizkessel kosten und hilft dabei, fundiert zu entscheiden, ob Miete oder Kauf die bessere Lösung ist.
FAQ: Häufige Fragen und Antworten zum Thema
Was ist ein Elektroheizkessel und wozu dient die Technik?
Ein Elektroheiz-, Elektro- oder Elektrodenkessel ist ein Wärmeerzeuger auf Basis elektrischer Energie. Er kommt ohne die Verbrennung von Gas, Öl oder Holz aus und erhitzt die eingesetzten Medien direkt. Je nach Aufbau erzeugt die Anlage dabei Warmwasser, Heizungswasser, Prozesswasser sowie Heißwasser oder Dampf (auch Reindampf).
Lohnt sich ein Elektroheizkessel und welche Vorteile hat er?
Die Vorteile der elektrisch beheizten Kessel sind vielfältig. Geht es um Installation und Betrieb, sind dabei vor allem Punkte wie die kompakte Bauweise sowie der wartungsfreundliche und saubere Betrieb zu nennen. Darüber hinaus tragen die Kessel zu einer geringeren CO2-Emission bei. Sie helfen, Energiekosten einzusparen und dabei, den CO2-Fußabdruck von Unternehmen zu reduzieren. Elektroheizkessel setzen zudem auf kostenfreie Energie aus Strom- und Windkraft. Sie nutzen Überschussstrom sehr schnell und sind damit berechtigt, am Regelenergiemarkt teilzunehmen. Ob sich das lohnt, hängt immer vom Einzelfall ab. Mit der zunehmenden Elektrifizierung unserer Lebens- und Arbeitswelt ist aber davon auszugehen, dass die Rolle der elektrisch betriebenen Kessel in Zukunft steigt. Das gilt vor allem dann, wenn Öl und Gas immer knapper oder immer teurer werden.
Wann kommen die Kessel in Gewerbe und Industrie zum Einsatz?
Zum Einsatz kommen die Kessel in verschiedensten Bereichen. So zum Beispiel in nahezu allen Industriezweigen, in denen Wärme, Prozesswasser, Heißwasser oder Dampf erforderlich ist. Infrage kommen die Anlagen darüber hinaus aber auch in Betrieben mit großen Solaranlagen. Sie versorgen Krankenhäuser sowie Pflegeheime und kommen in öffentlichen Gebäuden und Schwimmbädern zum Einsatz. Nutzbar sind Elektroheizkessel dabei als alleinige Wärmeerzeuger, zur Absicherung bestehender Anlagen oder als Teilnehmer am Regelenergiemarkt für Strom.
Was unterscheidet Kessel mit Widerstandselementen von Elektroden?
Widerstandsheizelemente funktionieren wie Tauchsieder. Sie bestehen aus einem speziellen Material, welches sich unter einer Spannung von meist 230, 400 oder 690 Volt erwärmt. Elektrodenkessel verfügen hingegen über paarweise angeordnete Elektroden im Wechselstromnetz. Sie nutzen das Wasser als Leiter und heizen dieses mit dem Widerstand direkt auf. Zum Einsatz kommen Elektrodenkessel mit 6 bis 24 kV bei hohen Wärmeleistungen und Druckwerten.
Wie viel kann ein Elektroheizkessel kosten?
Eine pauschale Antwort auf diese Frage ist nicht möglich. Denn die Preise der Kessel hängen sehr stark von der Leistung und der Ausführung ab. Auch die Tatsache, ob Betreiber einen Elektrokessel mieten oder kaufen, wirkt sich auf die Kosten aus. Deutlich ist jedoch, dass die Anlagen günstiger als konventionelle Wärmeerzeuger und Dampfkessel sind. Eine zuverlässige Preisauskunft ist mit dem individuellen Angebot eines Herstellers oder Vermieters möglich.
Sollte man einen Elektroheizkessel kaufen oder mieten?
Beide Varianten haben Vorteile. So fallen bei der Miete zwar keine hohen Investitionskosten, dafür aber monatliche Ausgaben an. Vermieter kümmern sich bei Bedarf um Planung, Installation und Wartung, während Mieter von der hohen Effizienz moderner Geräte profitieren. Der Kauf erzeugt keine laufenden Miet-Kosten. Er ist daher mit einer höheren Anfangs-Investition und einem höheren Betriebsaufwand verbunden. Keine Frage besteht meist darin, dass sich Mietanlagen für den kurzfristigen oder vorübergehenden Einsatz lohnen. Ob ein Elektroheizkessel zum Kaufen auf Dauer günstiger ist, zeigt nur in Angebotsvergleich.
