Um Wohnräume zu beheizen und Duschwasser zu erwärmen, kann man auch zwei Arten der Wärmeerzeugung miteinander kombinieren. Zum Beispiel eine Wärmepumpe mit einem Gaskessel. Dann spricht man von einer Gas-Hybridheizung. Ob und wann so eine hybride (bzw. bivalente) Heizung sinnvoll ist, davon handelt die 10. Folge unserer Blogserie.

Bei einer Hybridheizung dient außer der Umweltwärme noch ein weiterer Brennstoff zum Heizen. Auf dem Markt sind zwei Anlagentypen erhältlich: Die einen fungieren vorwiegend als Wärmepumpe und sind mit einem kleinen „Spitzenkessel“ für zusätzlichen Wärmebedarf verbunden. Die anderen bestehen hauptsächlich aus einem Gas- oder Ölkessel und verfügen zudem über eine kleine Wärmepumpe.

Gibt es Bedingungen, unter denen eine Hybridanlage sinnvoll sein könnte?

Bei einem Haus mit einem sehr hohem Bedarf an Heizenergie, der von der Wärmepumpe eine hohe Leistung erfordern würde, kann eine Hybridanlage sinnvoll sein. Also ein zusätzlicher Wärmeerzeuger, der die Wärmepumpe unterstützt. Bei Ein- und Zweifamilienhäusern ist das jedoch sehr unwahrscheinlich. Wie die Ergebnisse aus den Monitoringprojekten zeigen, dass in Bestands- und Altbauten Wärmepumpen sogar bei sehr kaltem Wetter die notwendige Wärme liefern – entweder allein oder geringfügig unterstützt durch einen Heizstab (siehe Folge 2 und Folge 5). Bei Mehrfamilienhäusern kann es allerdings sein, dass eine Wärmepumpe allein nicht ausreicht. Grund dafür ist oft eine limitierte Wärmequelle.

Außerdem könnte es noch einen ökonomischen Grund geben: die außentemperaturabhängige Effizienz der Wärmepumpe entscheidet über die momentanen Betriebskosten der Anlage. Unterhalb einer bestimmten Außentemperatur könnte die Effizienz der Wärmepumpe so niedrig sein, dass sich der vorübergehende Einsatz eines Gaskessels lohnt.

Ökologische und ökonomische Betrachtung

Beide Aspekte, Ökologie und Betriebskosten, sind neben der Effizienz der Wärmepumpe abhängig von weiteren Randbedingungen. Im Fall der Ökologie, also einem Betrieb mit möglichst geringen CO2-Emissionen, kommt es auf den Strommix an. Und bei den Betriebskosten spielen offensichtlich die Strom- bzw. Gaspreise eine wesentliche Rolle.

Die folgende Grafik zeigt, ab welcher Außentemperatur eine Wärmepumpe bzw. ein Gaskessel aus der ökologischen und ökonomischen Perspektive vorteilhaft wären.

Die Grundlage für die Berechnung bildet eine Verteilung der Heizenergiemengen auf die einzelne Temperaturgrade und eine Luft/Wasser-Wärmepumpe mit einer Effizienz von 3,7 bei dem Betriebspunkt A2/W35. Die Effizienzannahme ist eher konservativ. Auf dem Markt gibt es Produkte, die unter denselben Bedingungen Effizienzwerte zwischen 3,1 und 4,7 haben. Die Heizkreistemperaturen wurden für Heizkörper berechnet.

Wärmepumpe auch bei klirrender Kälte

Neben den „Grenztemperaturen“, unterhalb derer es vorteilhaft ist, mit einem Gaskessel zu heizen, zeigt die Grafik auch den Anteil der Heizwärme, den die Wärmepumpe insgesamt decken kann. Die Grenztemperatur – sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht – wird hier also erst bei -20°C bzw. -21 Grad erreicht. Das heißt, bis zu diesen Temperaturen ist das Heizen ohne Gaskessel immer von Vorteil. Im seltenen Fall von tieferen Temperaturen könnte ein zusätzlicher Gaskessel theoretisch sinnvoll sein. Aber erstens sind diese Temperaturen in Deutschland kaum zu erwarten. Und zweitens würde dann auch ein Heizstab (siehe Folge 5) reichen. Somit übernimmt die Wärmepumpe fast immer die gesamte Wärmebereitstellung. Auch gemessen an der Lebensdauer einer Wärmepumpe von rund 20 Jahren schneidet diese Form der Heizung am besten ab

Bisher waren die Blogbeiträge der Serie fast ausschließlich den Ein- und Zweifamilienhäusern gewidmet. Wobei einige generelle Überlegungen auch für anderen Gebäudetypen gültig sind. In der nächsten Folge werden wir uns mit Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern beschäftigen.

Die Inhalte unserer jeweils am Samstag erscheinenden Wärmepumpen-Blogserie hat uns das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) zur Verfügung gestellt, wofür wir sehr herzlich danken!

Autor: Dr. Marek Miara, Wärmepumpen-Spezialist am Fraunhofer ISE (Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme)

In Folge 9 haben wir uns mit der Frage beschäftigt, ob es sich lohnt, die technologische Entwicklung abzuwarten und welche Innovationen im Bereich der Wärmepumpen zu erwarten sind. In der Folge 11 am kommenden Samstag betrachten wir den Einsatz von Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern.

Links zu allen bisher erschienen Folgen finden Sie hier im Kasten am Ende von Folge 1.