Wärmepumpe mit Gasheizung kombinieren

Um Wohnräume zu beheizen und Duschwasser zu erwärmen, können zwei Arten der Wärmeerzeugung miteinander kombiniert werden, zum Beispiel eine Wärmepumpe mit einem Gaskessel. Dann spricht man von einer Gas-Hybridheizung. Wann ist eine solche hybride, auch bivalente Heizung genannte Lösung sinnvoll?

Bei einer Hybridheizung dient außer der Umweltwärme noch ein weiterer Brennstoff als Energiequelle. 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, die an das Heizsystem angeschlossen ist.

Bei einem Haus mit einem sehr hohen Bedarf an Heizenergie, der von der Wärmepumpe eine hohe Leistung erfordern würde, kann ein Hybridsystem sinnvoll sein. Also ein zusätzlicher Wärmeerzeuger, der die Wärmepumpe unterstützt. Bei Ein- und Zweifamilienhäusern ist das jedoch sehr unwahrscheinlich. Die Ergebnisse aus den Monitoring-Projekten zeigen, dass in Wärmepumpen im Altbau und in Bestandsgebäuden sogar bei sehr kaltem Wetter die notwendige Wärme liefern – entweder allein oder geringfügig unterstützt durch einen Heizstab. Allerdings reichen Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern möglicherweise allein nicht aus, um den Heizbedarf zu decken. Grund dafür ist oft eine limitierte Wärmequelle.

Auch ökonomische Gründe können für eine Gas-Hybridheizung sprechen: Die außentemperaturabhängige Effizienz der Wärmepumpe entscheidet über die momentanen Betriebskosten der Anlage. Unterhalb einer bestimmten Außentemperatur (Bivalenzpunkt) kann die Effizienz der Luftwärmepumpe oder Erdwärmepumpe so niedrig sein, dass sich der vorübergehende Einsatz eines Gaskessels lohnt.

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 Heizkosten 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 einzelnen Temperaturgrade und eine Luft/Wasser-Wärmepumpe mit einer Effizienz von 3,7 bei dem Betriebspunkt A2/W35. Diese 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.

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 (Bivalenzpunkt) – sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht – wird hier also erst bei -20 °C bzw. -21 °C 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 der Wärmepumpe 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.