Ein Hybridsystem mit Wärmepumpe kombiniert die Vorteile moderner, effizienter Heiztechnik mit der Flexibilität zusätzlicher Wärmeerzeuger. Die Wärmepumpe übernimmt dabei in vielen Fällen die Grundversorgung des Gebäudes – besonders effizient bei moderaten Außentemperaturen und niedrigen Vorlauftemperaturen.
Bei kälteren Außentemperaturen oder hohem Bedarf kann die Wärmepumpe den Heizbedarf nicht mehr im Alleinbetrieb abdecken. In diesem Fall erfolgt Unterstützung durch einen zusätzlichen Wärmeerzeuger. So entsteht ein Hybridsystem, das Effizienz, Versorgungssicherheit und Wohnkomfort miteinander verbindet – ohne sich ausschließlich auf eine einzige Energiequelle zu verlassen.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe #
Eine Wärmepumpe funktioniert wie ein Kühlschrank. Ein spezielles Kältemittel nimmt durch Verdichtung die Umgebungswärme auf und gibt sie bei Entspannung an den Heizkreislauf ab. Auch wenn der Wirkungsgrad schlechter wird, funktioniert eine Wärmepumpe auch ohne zusätzlichen Wärmeerzeuger bei niedrigen Außentemperaturen.
Dabei gibt es verschiedene Arten von Wärmepumpen.
- Luft-Wasser-Wärmepumpen: Sie nehmen die Wärme aus der Außenluft auf.
- Sole-Wasser-Wärmepumpen: Sie nehmen die Wärme aus dem Erdreich (Erdwärme) auf.
- Wasser-Wasser-Wärmepumpen: Sie nehmen die Wärme des Grundwassers auf.
Sogenannte Inverter-Wärmepumpen sind dabei sogar in der Lage diesen Effekt umzukehren und im Somme die Wärme aus den Innenräumen nach draußen zu leiten.
Wärmepumpen arbeiten am effizientesten, wenn das Heizsystem mit niedrigen Vorlauftemperaturen auskommt. Deshalb passen sie häufig sehr gut zu Flächenheizungen (z. B. Fußboden- oder Wandheizung) und zu gut gedämmten Gebäuden.
Betriebsweise #
In einem Hybridsystem erzeugt die Wärmepumpe zusammen mit einem zweiten Wärmeerzeuger die Wärme für Heiz- und/oder Brauchwasser. Dabei gibt es allerdings mehr als eine Betriebsart. Entscheident ist der Bivalenzpunkt.
Bivalenzpunkt #
Bei niedrigen Temperaturen sinkt auch der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe. Damit die Wärmepumpe aber auch weiterhin effizient ist, wird ab einer bestimmten Außentemperatur (bei Luft-Wasser-Wärmepumpen zwischen -2°C und -8°C) ein weiterer Wärmeerzeuger oder Heizstab zugeschaltet, um die Wärmepumpe zu entlasten. Der Punkt an dem dies geschieht, nennt sich Bivalenzpunkt. Er wird im Systemmenü von dir festgelegt und ist abhängig vom Gebäudestandard, Dimensionierung der Wärmepumpe und der Wärmedämmung.
Monovalenter Betrieb #
Bei einer rein monovalenten Auslegung übernimmt die Wärmepumpe vollständig die Beheizung des Gebäudes – ein zusätzlicher Wärmeerzeuger ist nicht erforderlich. Das System ist so dimensioniert, dass es den gesamten Heizwärmebedarf eigenständig abdecken kann. Der Bivalenzpunkt wird bewusst auf sehr niedrige Außentemperaturen gelegt, die statistisch nur selten auftreten. Dadurch bleibt der Betrieb auch bei kalten Witterungsbedingungen weitgehend unabhängig von ergänzenden Heizsystemen.
Monoenergetischer Betrieb #
Beim monoenergetischen Heizkonzept wird die Wärmepumpe durch eine zusätzliche, ebenfalls elektrisch betriebene Wärmequelle ergänzt. In der Praxis kommt hierfür häufig ein integrierter elektrischer Heizstab zum Einsatz. Dieser unterstützt das System gezielt dann, wenn die Außentemperaturen stark sinken oder kurzfristig ein höherer Wärmebedarf entsteht.
Durch diese Kombination verschiebt sich der Bivalenzpunkt typischerweise in einen Temperaturbereich von etwa –5 °C bis –9 °C. Das bedeutet, dass die Wärmepumpe nicht für extreme Minusgrade überdimensioniert werden muss.
Der wesentliche Vorteil dieser Betriebsweise liegt somit in einer wirtschaftlicheren Auslegung: Auch bei sehr niedrigen Temperaturen bleibt die Wärmeversorgung gesichert, ohne dass eine größere und kostenintensivere Wärmepumpe erforderlich ist.
Bivalenter Betrieb #
Bei einer bivalenten Heizlösung wird die Wärmepumpe mit einem weiteren, unabhängigen Wärmeerzeuger kombiniert. Anders als beim monoenergetischen System basiert die zweite Wärmequelle nicht zwingend auf Strom. Typische Beispiele sind ein Kamin- oder Pelletofen sowie eine Solarthermieanlage. Ziel dieser Kombination ist es, die jeweiligen Stärken der Systeme optimal zu nutzen.
Man unterscheidet dabei zwei gängige Varianten:
Bivalent-paralleler Betrieb:
Oberhalb des definierten Bivalenzpunkts übernimmt die Wärmepumpe die Wärmeerzeugung allein. Sinkt die Außentemperatur unter diesen Wert, wird der zusätzliche Wärmeerzeuger unterstützend zugeschaltet. Beide Systeme arbeiten dann gleichzeitig, um den erhöhten Wärmebedarf zuverlässig abzudecken.
Bivalent-alternativer Betrieb:
Bei dieser Betriebsweise wird die Wärmepumpe unterhalb des Bivalenzpunkts vollständig außer Betrieb genommen. Die Wärmeversorgung erfolgt in diesem Temperaturbereich ausschließlich über den zweiten Wärmeerzeuger.
Zusätzliche Wärmeerzeuger #
In den meisten Fällen ist die Wärmepumpte der „primäre Wärmeerzeuger.“ Sie stellt die Hauptenergie zur Heizwasserbereitung zur Verfügung und ist auf kontinuierlichen Betrieb ausgelegt. Sie übernimmt die Grundversorgung des Gebäudes. Besonders wirtschaftlich arbeitet sie bei moderaten Außen- und niedrigen Vorlauftemperaturen. Bei Wasser-Wasser oder Sole-Wasser-Wärmepumpen herrscht dabei in der Regel meist ein ähnliches Temperaturnivo, aus dem die Wärmepumpe Energie beziehen kann. Aber nicht überall sind Erdbohrungen möglich oder die Kosten für diese Betriebsarten übersteigen das Budget. In den meisten Fällen kommt daher eine Luft-Wasser Wärmepumpe ins spiel. Aber was, wenn die Außentemperaturen sinken?
Wenn die Temperaturen sinken #
Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe wird der Außenluft Wärme entzogen und auf ein nutzbares Temperaturniveau angehoben. Auch bei Minusgraden ist noch Wärme in der Luft vorhanden – allerdings muss die Wärmepumpe dafür mehr Energie aufwenden, je kälter es draußen wird. Dann kann auch ein elektrischer Heizstab zum Einsatz kommen.
Sinken die Temperaturen, bedeutet das:
- der Temperaturunterschied zwischen Außenluft und Heizsystem wird größer
- die Wärmepumpe arbeitet mit einem geringeren Wirkungsgrad
- für die gleiche Heizleistung wird mehr Strom benötigt
Photovoltaik #
In Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage wird die Wärmepumpe an sonnigen Tagen mit dem eigenen Strom betrieben. Das reduziert Stromkosten, besonders im Winter und die Energie entsteht rein aus erneuerbaren Energien. Außerdem ist die Wärmepumpe nicht Abhängig vom Stromnetz und funktioniert auch bei Stromausfällen.
Doch was wenn die PV-Anlage zugeschneit, es draußen Bewölkt oder Nacht ist?
Solarthermie #
Eine Solarthermieanlage ist ebenfalls eine Sinnvolle Unterstützung. Sie entlastet die Wärmepumpe bei Sonne und führt die Energie direkt dem Heizkreislauf zu. Dabei zählt sie zu den erneuerbaren Energien und wird in Kombination mit beispielsweise einem Pelletofen zur einer erneuerbare Energien Hybridheizung (EE-Hybridheizung). Öl oder Gas wird nicht verbraucht. So wirst du unabhängiger von Energiepreisen. Wenn die Sonne Mal nicht scheint, können die Wärmepumpe, ein Kamin- oder Pelletofen übernehmen.
Pellet- und Scheitholzkaminöfen #
Pellet- oder Scheitholzkaminöfen werden bei schlechtem Wetter und kalten Außentemperaturen betrieben, genau dann, wenn PV-Anlagen nur wenig bis gar keinen Strom erzeugen. Auch Nachts kann ein Ofen genutzt werden. Wasserführende Öfen erwärmen dabei nicht nur den Aufstellraum, sondern befördern rund 60% der erzeugten Wärme direkt in den Heizwasserkreislauf. Luftgeführte Öfen sind nicht in die Hydraulik der Heizanlage eingebunden. Sie versorgen den Aufstellraum und ggf. angrenzende Räume direkt mit Wärme. Dadurch wird eine Wärmepumpe entlastet und der Heizstab muss nicht anspringen.
Im Hybridsystem mit einer Wärmepumpe unterstützt der Kamin- oder Pelletofen daher als „sekundärer Wärmeerzeuger.“ Er liefert schnelle und vom Wetter unabhängige Wärme. Dadurch wird Energie gespart. Je nach Funktion und Nutzung des Kaminofens werden Stromverbrauch und Stromkosten für die Wärmepumpe eingespart.
Wärmepumpen mit „Inverter-Technologie“ arbeiten modulierend. Der hier integrierte „Inverter“ (Wechselrichter) regelt variabel die zu erbringende Antriebskraft des Kompressors. Bei geringem Wärmebedarf laufen die Geräte mit reduzierter Leistung und sparen so Energie. Darüber hinaus verlängert die Invertertechnik die Lebensdauer der Wärmepumpe und sorgt für mehr Laufruhe. Im Hybridsystem mit einem Kaminofen wird die Heizleistung der „Inverter-Wärmepumpe“ stufenlos dem jeweiligen Wärmebedarf angepasst. Deckt der Kaminofen im Betrieb den kompletten Wärmebedarf zur Heiz- und Brauchwassererwärmung ab, arbeitet er als primärer Wärmeerzeuger. Die Wärmepumpe wird automatisch in den Standby-Modus geschaltet. Erneute Aktivierung erfolgt bei entsprechender Wärmeanforderung.
Steuerung #
Die Steuerrung der verschiedenen Wärmeerzeuger übernimmt meist eine Systemsteuerung. Intelligente Systeme können auf Wetterdaten, Temperatur und Energiepreise zugreifen und so den effizientesten und kostengünstigsten Wärmeerzeuger auswählen. Bei niedrigen Außentemperaturen kann dann beispielsweise ein Pelletofen zugeschaltet.
Vorteile des hybridsystems #
Die Kombination aus Wärmepumpe, Photovoltaik und Kamin- oder Pelletofen verbindet drei Systeme mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. Genau daraus entsteht im Hybridsystem ein echter Mehrwert: Die PV-Anlage liefert den Strom - die Wärmepumpe sorgt für den effizienten Grundbetrieb – der Ofen ergänzt sie dort, wo zusätzliche Leistung, Unabhängigkeit oder Komfort gefragt sind.
Wärmepumpen lassen sich fast überall installieren und wenn ein Schornstein vorhanden ist, sind auch Kamin- und Pelletöfen kein Problem.
Es gibt verschiedene Förderungen für Hybridsysteme. Für mehr Infos dazu einfach auf das Icon klicken.
Die Wärmepumpe besitzt einen hohen Wirkungsgrad und der Kamin- oder Pelletofen springt dann ein, wenn die Wärmepumpe den Heizstab einschalten müsste.
Kamin- und Pelletöfen sorgen nicht nur für ein angenehmes Raumklima, sondern geben eine ganz besondere, behagliche Wärme ab.
Ob ein Hybridsystem bei dir möglich ist, welche Art von Wärmepumpe die Installieren kannst und welche Kombinationen sich bei dir eignen, fragst du am besten den Fachmann. Ein Energieberater kann dich bei der gesamten Planung und Umsetzung unterstützen.
Fazit #
Ein Hybridsystem mit Wärmepumpe verbindet effiziente, erneuerbare Heiztechnik mit zusätzlicher Flexibilität im Alltag. Während die Wärmepumpe die Grundversorgung übernimmt, können weitere Wärmeerzeuger – wie ein Kamin- oder Pelletofen – gezielt unterstützen, insbesondere in der Heizperiode oder bei erhöhtem Wärmebedarf.
So entsteht ein Heizsystem, das Effizienz, Versorgungssicherheit und Komfort miteinander verbindet und sich an unterschiedliche Rahmenbedingungen anpassen lässt. Entscheidend für den erfolgreichen Betrieb ist eine fachgerechte Planung, bei der alle Komponenten sinnvoll aufeinander abgestimmt werden.
Du hast Feuer gefangen #
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