Wie funktioniert HDO bei Elektroheizungen

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Wie funktioniert HDO beim Elektroheizkessel

Wenn Sie einen Elektroheizkessel in Betracht ziehen oder bereits zu Hause haben, stoßen Sie früher oder später auf die Abkürzung HDO – Hauptrichtung des Ortsnetzes. Dies ist einer der wichtigsten, aber gleichzeitig am wenigsten erklärten Begriffe in der gesamten Thematik des elektrischen Heizens. Die meisten Menschen wissen, dass „HDO günstigeren Strom macht", aber sie wissen nicht genau, wie es funktioniert, was alles eingerichtet werden muss, damit der Kessel HDO tatsächlich nutzt, und warum der Betrieb eines Elektroheizkessels ohne HDO deutlich teurer sein kann, als ursprünglich angenommen. In diesem Artikel erklären wir HDO technisch und praktisch – vom Prinzip des Signals über die Schaltung des Schalters bis hin dazu, warum es sich lohnt, auch die Wärmespeicherung zu berücksichtigen, wenn man die Niedrigtarifzeiten optimal nutzen möchte.

Was ist HDO genau und wie funktioniert es

HDO (Hauptrichtung des Ortsnetzes) ist ein System, mit dem der Energievermarkter Fernsteuerung von ausgewählten Verbrauchseinheiten bei Tausenden von Abnehmern gleichzeitig durchführt – typischerweise direkte elektrische Heizung, Warmwassererhitzung, Speicheröfen, Wärmepumpen und andere „gesteuerte“ Verbraucher. Das Signal gelangt entweder direkt über das elektrische Netz (als speziell kodierter Impuls, der auf das normale Spannungsniveau überlagert wird) oder in einigen Regionen über ein Funksignal, das von einer separaten Antenne empfangen wird. In beiden Fällen handelt es sich um das gleiche Prinzip: Der Vermarkter schickt über den zentralen Disponenten zu genau definierten Zeiten einen Befehl an den Stromzähler und den HDO-Empfänger, um zwischen der hohen (normalen) und der niedrigen (ermäßigten) Tarifstufe zu wechseln.

Es ist wichtig zu verstehen, dass HDO kein einmaliger Schalter „Tag/Nacht“ ist. Der tatsächliche Zeitplan für den Niedrigtarif besteht normalerweise aus mehreren Blöcken, die sich über den Tag und die Nacht verteilen – typischerweise ein langer Nachtblock und ein oder zwei kürzere Blöcke tagsüber (z. B. um die Mittagszeit oder am Nachmittag). Der genaue Zeitplan wird von jedem Energievermarkter individuell festgelegt, variiert zwischen den Regionen und ändert sich in der Regel auch saisonbedingt (anderer im Winter, anderer im Sommer), weshalb es keinen universellen „von–bis“-Zeitrahmen gibt, der für immer und überall gilt. Wer die genauen Stunden für seinen Anschluss wissen möchte, findet sie in den Vertragsbedingungen seines Vermarkters oder direkt in der Rechnung/Kundenzone.

Zu einer besseren Vorstellung, wie ein solcher Zeitplan in der Praxis aussehen kann, dient die folgende illustrative Tagesachse. Es handelt sich um ein vereinfachtes Modellbeispiel – in der Realität sollten Sie immer den aktuellen Zeitplan Ihres Vermarkters überprüfen, der sich auch im Laufe des Jahres unterscheiden kann.

Aus dem Diagramm ist das Wesentliche zu erkennen: Der Niedrigtarif ist nicht nur „Nacht“, sondern besteht aus mehreren getrennten Fenstern innerhalb der 24 Stunden. Ein Elektroheizkessel, der mit HDO arbeiten kann, versucht, seinen Verbrauch so weit wie möglich auf die grünen Blöcke zu konzentrieren – und genau darin liegt die gesamte Wirtschaftlichkeit des elektrischen Heizens. Ein Kessel ohne HDO-Kreislauf müsste bei Bedarf der Wärme zu jeder Zeit des Tages mit vollem Leistungsbedarf im Hochtarif laufen, was die Betriebskosten erheblich erhöht.

Vereinfachtes Prinzip der Steuerung eines Elektroheizkessels über HDO.

Wie wird HDO an einen Elektroheizkessel angeschlossen

Damit ein Elektroheizkessel HDO tatsächlich nutzen kann, reicht es nicht aus, einfach nur eine Doppeltarif- oder Mehrfachtarif-Verrechnung beim Energievermarkter zu bestellen (auch wenn dies der erste notwendige Schritt ist). Zusätzlich ist ein separater HDO-Empfänger erforderlich – ein Gerät, das den Steuersignal vom Vermarkter empfängt und basierend darauf den elektrischen Stromkreis schaltet oder unterbricht. Dieser Empfänger wird in der Regel direkt vom Vermarkter oder von seinem vertraglich gebundenen Elektriker bei der Einrichtung des Doppeltarifanschlusses installiert, da es sich um ein Gerät handelt, das direkt mit dem Verteilnetz kommuniziert.

Das eigentliche Schalten des Kessels erfolgt dann über einen Schalter oder Relais, das zwischen dem HDO-Empfänger und den Leistungszweigen des Kessels angeschlossen ist. Wenn der Empfänger einen Niedrigtarif signalisiert, schaltet der Schalter die Stromversorgung zum Heizelement des Kessels ein und der Kessel darf mit voller Leistung laufen. Wenn er auf einen Hochtarif umschaltet, unterbricht (oder beschränkt) der Schalter den Stromkreis und der Kessel hört auf, Leistung aus dem Netz zu beziehen, oder läuft nur noch in eingeschränktem Modus, falls dies vom jeweiligen Modell unterstützt wird.

In der Praxis gibt es zwei Ansätze, wie die Hersteller dies lösen:

1. Kessel mit eingebauten Schaltern für HDO. Bestimmte Serien elektrischer Heizkessel (z. B. Thermona THERM EL) haben Schalter zur Schaltung der einzelnen Leistungsstufen bereits direkt im Kessel integriert. Es reicht aus, sie mit dem Ausgang des HDO-Empfängers zu verbinden, und das System funktioniert ohne weitere externe Komponenten – dies vereinfacht die Montage und reduziert die Anzahl der Teile, die im Laufe der Zeit ausfallen könnten.

2. Kessel mit externer Regelung ergänzt. Andere Modelle (z. B. Protherm Ray) lösen das HDO-Schalten nicht direkt im Produktionsdesign, können jedoch mit einer externen Drehstromregelung ergänzt werden. Solch eine Regelung schaltet neben dem HDO-Signal auch den Lastabnehmer des Sicherungsschalters ab – falls der gleichzeitige Betrieb des Kessels zusammen mit anderen Verbrauchseinheiten in der Haushaltsinstallation den Nennwert des Sicherungsschalters überschreiten würde, schaltet die Regelung automatisch einen oder mehrere Leistungsstufen des Kessels ab, um das Abschalten des Sicherungsschalters zu vermeiden. Diese Funktion ist besonders nützlich bei Kesseln mit höherer maximaler Leistung, bei denen ansonsten bei gleichzeitigem Betrieb mit anderen großen Verbrauchseinheiten (z. B. Herd, Wasserheizer oder Elektroauto-Ladegerät) häufige Abschaltungen auftreten könnten.

Die Wahl zwischen diesen beiden Ansätzen sollte bereits bei der Planung der Heizungsanlage und der Auswahl des konkreten Heizkessels berücksichtigt werden – es lohnt sich, das mit dem Elektriker und dem Kesselhersteller abzuklären, der genau weiß, was der jeweilige Modelltyp von Haus aus unterstützt und was ergänzt werden muss.

Warum ist die thermische Akkumulation wichtig

Weil HDO den Kesselbetrieb auf relativ kurze Zeitfenster konzentriert (vor allem den meist längsten Nachtblock), stellt sich logischerweise die Frage: Was passiert mit der Wärme in der Wohnung während der langen Phasen mit Hochtarif, wenn der Kessel nicht mit voller Leistung laufen darf? Die Antwort ist die thermische Trägheit des Systems – die Fähigkeit der Heizungsanlage oder des Gebäudes, die erzeugte Wärme auch dann zu halten, wenn die Wärmequelle zu diesem Zeitpunkt keine weitere Energie mehr liefert.

In der Praxis wird diese Trägheit auf zwei Arten realisiert, die sich auch kombinieren lassen:

Akkumulationstank. Der Elektroheizkessel erwärmt während des Nachtblocks (und ggf. des Mittagsblocks) mit Niedrigtarif eine größere Wassermenge im Akkumulationstank auf eine höhere Temperatur, als für das Heizen allein typischerweise erforderlich ist. Diese Wärmespeicherung wird anschließend tagsüber schrittweise in den Heizkreislauf abgegeben, auch wenn der Kessel aus Hochtarifgründen nicht mit voller Leistung laufen darf. Je größer und besser isoliert der Tank ist, desto länger kann er die Wärmebedarfe außerhalb des Niedrigtarifs abdecken.

Trägheit des Gebäudes und der Heizungsanlage selbst. Ein massiver Bau (dicke Wände, Betonkern, Fußbodenheizung mit großer Akkumulationsschicht im Estrich) fungiert von selbst als großer „Wärmespeicher“ – einmal erwärmte Wände oder Böden kühlen langsam ab und geben die Wärme in den Raum noch Stunden nachdem die Wärmequelle die Energiezufuhr beendet hat. Deshalb eignen sich Elektroheizkessel besonders gut in Kombination mit der Fußbodenheizung – die niedrige Vorlauftemperatur und die große Wärmeaustauschfläche bedeuten einen langsamen Anstieg und Abfall der Temperatur, was direkt dem Wechselbetrieb nach HDO entgegenkommt.

Im Gegensatz dazu ist ein System mit kleinen Heizkörpern ohne Akkumulationstank und in einer leicht gebauten, wenig thermisch trägen Immobilie deutlich empfindlicher auf den Umstand, dass der Kessel während des Hochtarifs die Leistung reduziert oder unterbricht – die Räume können schneller abkühlen, als bis zum nächsten Niedrigtarifblock. Deshalb lohnt es sich, die Wärmeakkumulation bereits in der Planungsphase der Anlage zu berücksichtigen, nicht erst nachträglich, wenn sich zeigt, dass es tagsüber in der Wohnung kalt ist, obwohl der Kessel in der Nacht mit voller Leistung gelaufen ist.

Welche Kessel haben HDO direkt integriert

Beim Kauf eines Elektroheizkessels lohnt es sich, im Voraus zu prüfen, ob der jeweilige Modelltyp bereits eingebaute Schütze für HDO hat oder ob ein externer Regler ergänzt werden muss – beide Ansätze funktionieren zuverlässig, unterscheiden sich jedoch in den Montageanforderungen. Unten sind drei konkrete Modelle aus dem Sortiment von atria.sk aufgeführt, die HDO unterstützen.

Thermona THERM EL 8 – Elektroheizkessel mit eingebauten Schützen für sicheres Schalten der einzelnen Phasen, direkt für die Anbindung an den HDO-Signalanschluss vorbereitet, ohne dass ein externer Regler erforderlich ist. Eignet sich gut als direkte Wärmequelle in Systemen mit Akkumulationstank oder Fußbodenheizung. Preis ab 709,53 €.

Protherm Ray 14KE – leistungsstärkerer Elektroheizkessel, zu dem ein externer Drehstromregler mit HDO-Schaltfunktion und gleichzeitiger Überlastschutz vor dem Auslösen des Sicherungsschalters ergänzt werden kann – bei Überlastungsgefahr schaltet der Regler automatisch die Leistungsstufen ab. Gute Wahl für Haushalte mit höherer installierter Leistung und mehreren gleichzeitig angeschlossenen Verbrauchseinheiten. Preis ab 961,00 €.

Buderus Logamax E213-4 – kompakter Elektroheizkessel der Marke Buderus, der standardmäßig über einen Schützen angeschlossen wird, der entweder extern oder vom Netzbetreiber gelieferte HDO-Empfänger verwendet. Gute Wahl für kleinere und mittelgroße Objekte mit Fußbodenheizung oder mit Akkumulationstank. Preis ab 661,26 €.

Attack Electric Excellent 8 (7,5 kW) – Kessel mit direkter Steuerung über eine mobile App, wodurch Sie beobachten können, wann er tatsächlich läuft und ob sein Betrieb innerhalb der Niedrigtarifzeiten bleibt, auch wenn Sie gerade nicht zu Hause sind. Praktische Kontrolle, wie gut die HDO-Anbindung in der realen Anwendung funktioniert. Preis ab 1 018,00 €.

Grundlegende Komponenten, die für eine funktionale HDO-Anbindung erforderlich sind.

Realistisches Beispiel aus der Praxis

Beispiel 1 – Einfamilienhaus mit Fußbodenheizung und Pufferspeicher. Stellen wir uns ein typisches, neu gebautes Einfamilienhaus vor, in dem der Investor sich für einen Elektroheizkessel statt für Gas entschieden hat, da zum Grundstück keine Gasanschlussleitung führte und deren Anschluss unverhältnismäßig kostspielig wäre. Der Kessel ist in ein System mit Pufferspeicher und Fußbodenheizung in allen Räumen eingebunden. Der Elektriker hat bei der Realisierung eine Dritarifkombination mit HDO-Empfänger eingerichtet und der Kessel ist mit eingebauten Relais ausgestattet, sodass kein weiterer externer Regler erforderlich war.

Während des Nachtblocks mit niedrigem Tarif (längsten im gesamten Zeitplan) läuft der Kessel mit voller Leistung und erwärmt das Wasser im Pufferspeicher auf eine höhere Temperatur, als es die übliche Betriebstemperatur des Heizkreises ist. Diese Wärmemenge wird anschließend tagsüber schrittweise in die Fußbodenheizung abgegeben. Dank der langsamen Wärmespeicherung des Fußbodensystems und der ausreichend großen Pufferspeicherkapazität hält das Haus auch während des langen Tagesblocks mit hohem Tarif eine komfortable Temperatur, wobei der Kessel nur eingeschränkt oder gar nicht läuft. Der kurze Mittagsblock mit niedrigem Tarif wird als „Aufladung“ genutzt, insbesondere in den kälteren Monaten.

Das Ergebnis ist, dass der überwiegende Teil des Stromverbrauchs für die Heizung tatsächlich in der Zeit mit niedrigem Tarif stattfindet – also zu einem günstigeren Preis, als er bezahlt hätte, wenn der Kessel unabhängig vom Tarif jederzeit tagsüber nach Bedarf laufen würde. Der genaue Unterschied in den Betriebskosten hängt vom aktuellen Tarifplan des Verteilers und vom Verhältnis des Verbrauchs zwischen niedrigem und hohem Tarif ab, doch das Prinzip ist immer dasselbe: Je mehr Verbrauch in die grünen Blöcke aus dem Diagramm oben verlagert werden kann, desto niedriger ist die endgültige Rechnung für die Heizung.

Beispiel 2 – renovierte Wohnung mit Heizkörpern ohne Pufferspeicher. Ein zweites, lehrreiches Szenario betrifft eine Wohnung nach teilweiser Renovierung, in der der Eigentümer das alte elektrische Direktheizsystem durch einen Elektroheizkessel ersetzt hat, der an klassische Heizkörper angeschlossen ist, jedoch ohne Pufferspeicher – aus Platzgründen passte der Speicher nicht in die Wohnung. Der HDO-Kreislauf wurde genauso eingerichtet wie im ersten Fall, doch da die Heizkörper und die Wohnung selbst eine deutlich geringere Wärmespeicherung aufweisen als eine massive Bauweise mit Fußbodenheizung, sank die Temperatur in den Räumen während der längeren Blöcke mit hohem Tarif deutlich – besonders an frostigen Tagen, an denen die Wärmeverluste der Wohnung höher waren.

Dies ist eine typische Situation, in der sich eine Erweiterung lohnt: entweder durch einen kleineren Pufferspeicher/Akkumulator auch in begrenztem Raum, oder (sofern die Bauweise es zulässt) durch den Übergang zu Niedertemperatur-Heizflächen mit größerer Fläche und damit höherer eigener Wärmespeicherung. Die Lehre ist klar – HDO allein reduziert die Stromkosten, doch der Komfort und die tatsächliche Effizienz der Einsparung hängen davon ab, ob das System ausreichend „Reserven“ an Wärme hat, um die Zeiträume mit hohem Tarif zu überbrücken. Deshalb wird dieses Thema immer gemeinsam, nicht getrennt behandelt: Beim Entwurf eines Elektroheizkessels muss man von Anfang an nicht nur an die HDO-Anbindung denken, sondern auch daran, wie die Wärme im System zwischen den einzelnen Blöcken mit niedrigem Tarif gespeichert wird.

Beide Beispiele zeigen, dass das Anschließen des Kessels an HDO nur die halbe Lösung ist. Der zweite, genauso wichtige Teil ist ein durchdachter Entwurf des gesamten Heizsystems – die Größe des Pufferspeichers, der Typ der Heizkörper, die Wärmedämmung des Gebäudes und die richtige Leistungsberechnung des Kessels im Verhältnis zu den verfügbaren Blöcken mit niedrigem Tarif.

Vergleich zweier realer Szenarien, wie oben beschrieben.

Häufig gestellte Fragen

Was bedeutet die Abkürzung HDO?
HDO steht für Hauptrichtungsfernsteuerung – ein System, mit dem der Energievertrieb Fernschalter für ausgewählte Verbraucher (darunter auch Elektroheizkessel) zwischen Hoch- und Niedertarif nach einem vorgegebenen Zeitplan umschaltet.

Muss ich einen Elektroheizkessel immer mit HDO betreiben?
Der Kessel kann auch ohne HDO laufen, doch in diesem Fall läuft er mit voller, hohem Tarif jederzeit nach Bedarf. HDO ermöglicht es, den größten Teil des Verbrauchs in den günstigeren Niedertarif zu verlagern, wodurch die Betriebskosten erheblich sinken – aus diesem Grund gilt HDO als eine der wichtigsten Voraussetzungen für wirtschaftlich vorteilhaftes elektrisches Heizen.

Wie erhalte ich den genauen Zeitplan für Niedertarif und Hochtarif für meinen Anschluss?
Der genaue Zeitplan wird allein vom Energievertrieb in Ihrem Gebiet festgelegt und finden Sie ihn in den Vertragsbedingungen der Dritarif- oder Mehrarifkombination oder direkt in der Kundenzone des Verteilers. Der Zeitplan kann sich nach Region und Saison (anderer im Winter, anderer im Sommer) unterscheiden, weshalb es sich lohnt, ihn direkt beim Verteiler zu überprüfen, nicht nur anhand allgemeiner Beispiele.

Muss ich zum Betrieb von HDO auch einen Pufferspeicher haben?
Das ist keine Voraussetzung für den HDO-Betrieb an sich, doch ohne ausreichende Wärmespeicherung (Pufferspeicher, massive Bauweise oder Fußbodenheizung mit großer Wärmespeicherschicht) kann die Temperatur in der Wohnung während der längeren Blöcke mit hohem Tarif sinken. Wärmespeicherung wird sich in den meisten Fällen daher eindeutig empfehlen, wenn man mit HDO die maximale Einsparung ohne Komfortverlust erzielen will.

Welcher ist der Unterschied zwischen einem Kessel mit eingebauten Relais und einem Kessel mit externem Regler für HDO?
Kessel mit eingebauten Relais (z. B. Thermona THERM EL) haben die erforderlichen Schaltkomponenten für HDO bereits von Werk aus, sodass sie direkt mit dem HDO-Empfänger verbunden werden können. Andere Modelle (z. B. Protherm Ray) können durch einen externen Regler um die HDO-Funktion ergänzt werden, der zudem oft auch den Abschlag des Sicherungsschalters überwacht und bei Überlastungsgefahr automatisch einen Teil der Kesselleistung abschaltet.

Kann HDO auch nachträglich an einem bereits installierten Kessel eingerichtet werden?
Ja, in den meisten Fällen ja – dazu ist eine Einrichtung einer Dritarif- oder Mehrarifkombination beim Verteiler, die Installation eines HDO-Empfängers und die Verbindung mit Relais oder externem Regler am Kessel erforderlich. Es wird empfohlen, dies mit einem Elektriker und dem Lieferanten des konkreten Kessels abzuklären, da die Verbindungsmöglichkeiten sich je nachdem leicht unterscheiden, ob der Kessel HDO direkt unterstützt oder ein externes Zubehör erforderlich ist.

Warum funktioniert HDO nicht wie ein einfaches „Nacht günstiger, Tag teurer“?
Weil die Energievertriebe die Niedertarifzeiten typischerweise in mehrere Blöcke über Tag und Nacht aufteilen – meist einen längeren Nachtblock ergänzt durch einen oder mehrere kürzere Blöcke tagsüber. Die genaue Aufteilung der Blöcke variiert nach Verteiler und ändert sich auch saisonbedingt, weshalb die vereinfachte Vorstellung „nur Nacht“ der Realität der meisten Zeitpläne nicht entspricht.

Erhalte ich durch HDO automatisch Einsparungen, oder muss ich das selbst organisieren?
Automatisch nicht – die Einrichtung der Dritarifkombination und des HDO-Empfängers macht Ihnen nur die günstigeren Stunden zugänglich, doch die reale Einsparung entsteht erst dann, wenn der Kessel (ggf. in Kombination mit einem Pufferspeicher) tatsächlich den größten Teil des Verbrauchs in diese Blöcke verlagern kann. Wenn das Haus keine ausreichende Wärmespeicherung oder Akkumulation hat und der Kessel gleichmäßig unabhängig vom Tarif läuft, findet ein Teil des Verbrauchs dennoch im Hochtarif statt und die Einsparung ist nur teilweise. Es lohnt sich daher, beim Einrichten von HDO auch gleich daran zu denken, wie man möglichst viel Heizen in den Niedertarif verlagern kann.

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