Die ultimative Lösung: Bivalente Wärmepumpe im Test!

Was ist eine bivalente Wärmepumpe?

Eine bivalente Wärmepumpe kombiniert zwei Wärmeerzeuger. Sie arbeitet meist mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, Wasser-Wasser-Wärmepumpe oder einer Erdwärmepumpe. Ein zweiter Energieträger wie Gas, Öl oder Holz wird genutzt, wenn die Außentemperatur sehr kalt ist.

Das spart Energie und verringert CO2-Emissionen.

Das System kommt oft in Altbauten oder großen Gebäuden zum Einsatz. Diese Häuser brauchen höhere Vorlauftemperaturen, die eine alleinige Wärmepumpe nicht immer schafft. Auch Solarthermieanlagen oder Photovoltaik können als Ergänzung dienen und erneuerbare Energien nutzen.

Arten von bivalenten Wärmepumpensystemen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Wärmepumpe mit anderen Energiequellen zu kombinieren. Diese Kombinationen verbessern die Effizienz und senken die CO₂-Emissionen in Heizsystemen.

Kombination mit Gasheizung

Eine bivalente Wärmepumpe kann mit einer Gasheizung kombiniert werden. Diese sogenannte Hybrid-Wärmepumpe nutzt die Wärmepumpe für etwa 80 % der Heizlast. Bei sehr kalten Tagen übernimmt die Gasheizung die restlichen 20 % als Spitzenlastkessel.

Das senkt die Betriebskosten und CO2-Emissionen.

Moderne Geräte vereinen Gasheizung und Luft-Wasser-Wärmepumpe in einem System. Gas bleibt ein günstiger Energieträger in der Anschaffung, aber teuer im Betrieb. Im Winter empfiehlt sich der Volllastbetrieb der Gasheizung.

Diese Kombination ist besonders effizient in Niedrigenergiehäusern und bei zentralen Heizungssystemen.

Kombination mit Solarthermie

Solarthermie nutzt Sonnenenergie, um Wärme zu erzeugen. Diese Wärme wird entweder direkt in das Heizsystem eingespeist oder in einem bivalenten Warmwasserspeicher gespeichert. Eine Kombination von Solarthermie und einer Wärmepumpe kann den Strombedarf der Wärmepumpe senken.

Dadurch reduzieren sich CO2-Emissionen und die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern.

Kollektoren auf dem Dach sammeln die Sonnenwärme. Diese ergänzt die Energie, die eine Luft-Wasser-Wärmepumpe oder Erdwärmepumpen bereitstellt. Besonders im Sommer kann Solarwärme den Betrieb der Wärmepumpe komplett ersetzen.

Förderprogramme seit Juli 2022 unterstützen solche Systeme, um Energie einzusparen und erneuerbare Energiequellen zu nutzen.

Solarthermie minimiert Stromverbrauch und schützt das Klima.

Kombination mit Photovoltaik

Eine bivalente Wärmepumpe kann mit einer Photovoltaikanlage kombiniert werden. Das steigert den Eigenverbrauch von selbst erzeugtem Strom deutlich. Ohne Wärmepumpe liegt die Eigenverbrauchsrate bei etwa 30 %.

Mit Wärmepumpe steigt sie auf bis zu 80 %. Das senkt Kosten und schont fossile Energieträger.

Ein Energiemanagementsystem hilft, die Nutzung zu optimieren. Es kann die Wärmepumpe so steuern, dass sie hauptsächlich mit Solarstrom läuft. Dies erhöht nicht nur die Effizienz, sondern reduziert auch die CO₂-Emissionen.

Geräte wie das Hydraulikmodul Hybrid HMH von Stiebel Eltron machen die Integration in bestehende Heizsysteme einfach.

Vorteile des bivalenten Betriebs

Bivalente Wärmepumpen reduzieren den Einsatz fossiler Brennstoffe. Sie nutzen erneuerbare Energien effektiver und schonen die Umwelt.

Höhere Effizienz

Ein bivalenter Betrieb erhöht die Effizienz der Wärmeerzeugung. Kombinationen wie Erdwärmepumpe und Spitzenlastkessel nutzen fossile und erneuerbare Energien optimal. Erdwärmetauscher und Luft-Wasser-Wärmepumpen liefern stabile Wärme, besonders in Übergangsmonaten.

KWK-Anlagen, etwa Brennstoffzellen, arbeiten effizient bei hohem Bedarf. Diese Systeme senken CO₂-Emissionen und verringern den Einsatz fossiler Brennstoffe. Damit spart ein bivalentes Heizsystem Kosten und schont die Umwelt.

Umweltfreundlichkeit

Bivalente Wärmepumpen nutzen erneuerbare Energien. Sie kombinieren oft Solarthermie oder Photovoltaik mit anderen Heizsystemen. Solarthermieanlagen senken den Stromverbrauch. Sie reduzieren CO2-Emissionen deutlich.

Holzheizungen als Ergänzung gelten als CO2-neutral.

Erneuerbare Energiequellen schonen fossile Energieträger. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe oder eine Erdwärmeheizung arbeitet besonders effizient. Kombinationen wie mit einer Solaranlage fördern nachhaltiges Heizen.

Förderprogramme, wie seit Juli 2022, unterstützen diese Systeme.

Der Bivalenzpunkt: Bedeutung und Berechnung

Der Bivalenzpunkt ist bei bivalenten Wärmepumpensystemen entscheidend. Er zeigt, wann die Wärmepumpe und der zusätzliche Wärmeerzeuger zusammenarbeiten. Meist liegt dieser Punkt bei niedrigen Außentemperaturen.

Zum Beispiel kann eine Luft-Wasser-Wärmepumpe allein bis etwa -5 °C effizient arbeiten. Sinkt die Temperatur weiter, unterstützt ein zweiter Energieträger wie Gas oder Öl. Dies sichert eine stabile Wärmeversorgung bei kaltem Wetter.

Die Berechnung des Bivalenzpunkts hängt von mehreren Faktoren ab. Wichtig sind die Heizlast des Gebäudes und die Leistung der Wärmepumpe. Systeme wie der bivalent-parallele Betrieb decken über 80% des Wärmebedarfs mit erneuerbaren Energien ab.

Im bivalent-alternativen Betrieb erreicht die Wärmepumpe rund 60% Jahresdeckung. Bei extremen Bedingungen übernimmt nur der fossile Energieträger. Ein genau berechneter Bivalenzpunkt reduziert CO₂-Emissionen und verbessert die Effizienz des Heizsystems.

Kosten eines bivalenten Wärmepumpensystems

Die Kosten für ein bivalentes Wärmepumpensystem hängen vom gewählten Wärmeerzeuger ab. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe kombiniert mit einer Gasheizung ist günstiger in der Anschaffung.

Erdarbeitskosten für Erdwärmepumpen erhöhen die Investition, können aber durch geringere Betriebskosten ausgeglichen werden. Gasheizungen wirken zunächst billig, sind jedoch wegen fossiler Energieträger teurer im Betrieb.

Solarthermie oder Photovoltaik erhöhen die Anfangskosten. Sie sparen aber langfristig durch geringere Energiekosten und weniger CO₂-Emissionen. Ein bivalenter Warmwasserspeicher kann ebenfalls die Gesamtlösung beeinflussen.

Holzheizungen haben hohe Anschaffungskosten, sind aber umweltfreundlicher und nutzen erneuerbare Energien. Monoenergetischer Betrieb ist oft teurer als ein bivalenter Ansatz.

Anwendungsbeispiele bivalenter Heizsysteme

Bivalente Heizsysteme sind vielseitig und effizient. Sie kombinieren verschiedene Energieträger für eine nachhaltige Wärmeversorgung.

1. Altbauten profitieren oft von einer Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Gasheizung. Diese Lösung erreicht hohe Vorlauftemperaturen und spart fossile Energieträger.
2. Mehrfamilienhäuser können eine Kaskadenschaltung nutzen. Eine Kombination aus Erd- und Luftwärmepumpen deckt hier den hohen Wärmebedarf optimal ab.
3. Solarthermie lässt sich gut mit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe verbinden. Das reduziert CO₂-Emissionen erheblich.
4. Scheitholz-Kaminöfen ergänzen Zentralheizungen in ländlichen Gegenden. Diese Heizform ist nachhaltig und günstig.
5. Photovoltaiksysteme arbeiten effektiv mit Wärmepumpen zusammen. Überschüssiger Strom kann direkt genutzt werden.
6. Pelletheizungen unterstützen bivalente Warmwasserspeicher bei Punktlastzeiten und bieten erneuerbare Energien als Backup-Lösung.
7. In Industriegebäuden eignet sich Abwärme als Wärmequelle im bivalenten Betrieb. Dies senkt Energiekosten und schont die Umwelt.
8. Hydraulikmodule, wie das Hybrid HMH von Stiebel Eltron, erleichtern die Integration von Wärmeerzeugern ins bestehende System.

Fazit

Eine bivalente Wärmepumpe kombiniert verschiedene Energieträger effektiv. Sie arbeitet mit bis zu 80 % Wärmepumpe und 20 % Spitzenlastkessel. Das reduziert CO2-Emissionen und spart fossile Energieträger ein.

Besonders gut eignet sie sich für Altbauten oder Gebäude mit hohen Vorlauftemperaturen.

Das System ist effizient, wenn Außentemperaturen niedrig sind. Es lässt sich in Heizsysteme integrieren, die nicht älter als 10 Jahre sind. Die Kombination mit regenerativen Energien wie Solarthermie oder Photovoltaik macht es umweltfreundlicher.

Auch ein bivalenter Warmwasserspeicher steigert die Leistung.

Häufig gestellte Fragen