Wärmepumpen, die bivalent arbeiten, benötigen eine Zusatzheizung, um die Heizlast eines Gebäudes erzeugen zu können. Doch ein bivalenter Betrieb ist nicht immer notwendig und manchmal sogar unwirtschaftlich. Für welche Anwendungsfälle eine bivalente Wärmepumpe sinnvoll ist und welche Vor- und Nachteile sie mit sich bringt, erfahren Sie in diesem Ratgeber.
Und das ist der genaue Inhalt des Artikels:
- Was bedeutet der Begriff bivalente Wärmepumpe?
- Was sind die Vor- und Nachteile einer bivalenten Wärmepumpe?
- Wie funktioniert ein bivalentes Wärmepumpe-System?
- So berechnet man den Bivalenzpunkt einer Wärmepumpe
- Welche Arten von bivalenten Wärmepumpen-Systemen gibt es?
- Was kostet ein bivalentes Wärmepumpe-System?
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Was bedeutet der Begriff bivalente Wärmepumpe?
Eine bivalente Wärmepumpe besteht aus einer hybriden Kombination aus Wärmepumpe und einer Zusatzheizung. Dies ist notwendig, wenn der Wärmebedarf eines Gebäudes so hoch ist, dass die Wärmepumpe nicht als einzige Wärmequelle agieren kann. Dabei kann die Wärmepumpe mit anderen Wärmeerzeugern wie bestehende Öl- oder Gas-Brennwertkesseln kombiniert oder mit einem elektrischen Heizstab versehen werden.
Was sind die Vor- und Nachteile einer bivalenten Wärmepumpe?
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Nutzung von bestehenden Wärmeerzeuger | wartungsintensiv |
| geringere Investitionskosten | umständlicher Aufbau der Anlage |
| Förderung möglich | aufwendige Regelung notwendig |
| Redundanz bietet Versorgungssicherheit |
Bivalente Wärmepumpen bieten den großen Vorteil, dass sie mit bestehenden Heizsystemen kombiniert werden können. Wärmepumpen erfordern einen geringen Wärmebedarf, der bei Altbauten aufgrund der fehlenden Dämmung nicht vorhanden ist. Trotzdem kann eine Wärmepumpe als primäre Energiequelle genutzt werden und somit die bestehende Öl- oder Gas-Brennwertkessel entlassen. Diese bleiben erhalten, um Spitzenlasten bei erhöhtem Wärmebedarf abzudecken.
Somit kann eine Wärmepumpe auch ohne umfangreiche Sanierungsmaßnahmen installiert werden und sowohl die Betriebskosten als auch die CO₂-Emissionen senken. Daraus resultieren geringere Investitionskosten, die zudem durch Förderungen subventioniert werden. Allerdings fällt die Förderung beim kompletten Austausch einer mit fossilem Brennstoff betriebene Heizungsanlage deutlich höher aus.
Der bivalente Betrieb bietet obendrein große Versorgungssicherheit. Durch die Nutzung von zwei Wärmeerzeugern entsteht eine Redundanz im System. Das heißt, dass beim Ausfall eines Wärmeerzeugers der andere weiterhin eine Wärmeversorgung garantiert. Allerdings führt diese Kombination zu einem komplexen Aufbau der Anlage, bei dem viele Regel- und Schaltelemente eingebaut werden müssen. Dies erfordert nicht nur eine aufwändigere Wartung der Wärmepumpe, sondern macht die Anlage auch schwerer zu bedienen.
Ein indirekter Vorteil einer bivalenten Wärmepumpe ist die Möglichkeit, notwendige Sanierungsmaßnahmen stufenweise auszuführen. Zum Beispiel könnten zunächst die Dämmung des Hauses auf neuesten Stand gebracht und später Fenster und Türen durch energiesparende Modelle ausgetauscht werden. Somit können Sie sich auf lange Sicht von der herkömmlichen Öl- oder Gasheizung befreien und Ihr Einfamilienhaus ausschließlich mit einer Wärmepumpe versorgen. Dies würde dann dazu führen, dass aus der bivalenten eine monovalente Wärmepumpe wird.
Wie funktioniert ein bivalentes Wärmepumpe-System?
In einem bivalenten Wärmepumpen-System ist die Wärmepumpe als Hauptwärmeerzeuger tätig, während die Zusatzheizung lediglich als Unterstützung dient. Die Wärmepumpe erbringt ihre volle Heizleistung, bis der Bivalenzpunkt erreicht wird. Ab diesem Moment schaltet sich der komplementäre Wärmeerzeuger hinzu und sorgt dafür, dass der Gesamtwärmebedarf deckt wird. Somit arbeitet überwiegend die Wärmepumpe, was zu geringen Heizkosten führt.
In einem bivalenten Wärmepumpen-System wird zwischen einem bivalenten und monoenergetischem Betrieb unterschieden:
- Der bivalente Betrieb nutzt einen zusätzlichen Wärmeerzeuger wie einen Öl-, Holz-, oder Gas-Brennwertkessel. Dieser Betrieb kommt meist im Altbau zum Einsatz, wenn bestehende Heizsysteme mit der Wärmepumpe kombiniert werden;
- Der monoenergetische Betrieb beschränkt sich auf die Nutzung eines elektrischen Heizstabs. Dieser Betrieb kommt ebenfalls meist im Altbau zum Einsatz, allerdings wenn bestehende Wärmeerzeuger vollständig ausgetauscht werden.
So berechnet man den Bivalenzpunkt einer Wärmepumpe
Um den Bivalenzpunkt einer Wärmepumpe zu berechnen, muss vorerst eine Heizlastberechnung erstellt werden. Auf diese Weise wird der Gesamtwärmebedarf ermittelt. Daraufhin dimensioniert man die Wärmepumpe und stellt fest, welche Heizleistung diese haben muss. Erweist sich, dass aus baulichen oder wirtschaftlichen Gründen die Wärmepumpe nicht den kompletten Wärmebedarf des Gebäudes decken kann, ist eine Zusatzheizung notwendig. Der Bivalenzpunkt wird also anhand des Wärmebedarfs und der Heizleistung berechnet. Er definiert den Punkt, an dem die Wärmepumpe durch die Zusatzheizung unterstützt werden muss.
Welche Arten von bivalenten Wärmepumpen-Systemen gibt es?
Grundsätzlich können alle Wärmepumpen für einen bivalenten Betrieb ausgelegt werden. Allerdings werden Luftwärmepumpen am häufigsten als bivalente Wärmepumpe eingesetzt, da sie am einfachsten und schnellsten in Altbauten zur Hybridheizung mit Gas oder Öl umgebaut werden können. Beim vollständigen Austausch einer fossilen Verbrennungsheizung werden am häufigsten Luft-Wasser-Wärmepumpen eingesetzt. Diese funktionieren im monoenergetischen Betrieb und werden werkseitig bereits mit einem Heizstab ausgestattet.
Was kostet ein bivalentes Wärmepumpe-System?
Die Kosten für ein bivalentes Wärmepumpen-System liegen zwischen 10.000 und 20.000 €. Dabei kostet die Wärmepumpe je nach Leistung und Größe zwischen 6.000 und 15.000 €. Weitere Installations- und Entsorgungskosten können bis 5.000 € gehen und hängen davon ab:
- ob eine Wärmepumpe an ein bestehendes Heizungssystem eingebunden wird,
- ob dieses Bestandssystem mit saniert wird oder
- ob die herkömmliche Verbrennungsheizung vollständig durch eine Wärmepumpe ersetzt wird.
Fazit
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