Betriebsarten einer Wärmepumpe einfach erklärt
Wer eine Wärmepumpe plant oder eine Förderung beantragt, begegnet oft den Begriffen „monovalenter“ und „bivalenter Betrieb“. Doch was steckt dahinter? Die entscheidende Frage lautet: Arbeitet die Wärmepumpe als alleiniger Wärmeerzeuger oder ist sie Teil eines hybriden Heizsystems? Zudem gibt es innerhalb des bivalenten Betriebs verschiedene Varianten, etwa den bivalent-parallelen oder bivalent-alternativen Modus. Hier erfährst du, was diese Begriffe bedeuten, welche Vor- und Nachteile sie mit sich bringen und wie sie sich auf Effizienz und Wirtschaftlichkeit auswirken.
Monovalenter Betrieb: Die Wärmepumpe als alleinige Wärmequelle
Ein monovalentes Heizsystem bedeutet, dass die Wärmepumpe allein die komplette Wärmeversorgung für Heizung und Warmwasser übernimmt. Es gibt keine zusätzliche Heizquelle wie eine Gas- oder Ölheizung. Diese Betriebsweise eignet sich besonders für gut gedämmte Neubauten oder energetisch sanierte Gebäude mit niedrigem Wärmebedarf.
Vorteile des monovalenten Betriebs:
- Hohe Effizienz: Da nur ein System genutzt wird, gibt es keine Verluste durch ein zweites Heizsystem.
- Geringere Wartungskosten: Keine zusätzlichen Kosten für Wartung oder Reparaturen eines zweiten Wärmeerzeugers.
- Umweltfreundlich: Besonders in Verbindung mit erneuerbarem Strom klimaneutral.
Nachteile des monovalenten Betriebs:
- Leistungsgrenzen: Bei extrem niedrigen Temperaturen kann die Heizleistung an ihre Grenzen stoßen.
- Abhängigkeit von einer einzigen Energiequelle: Sollte die Wärmepumpe ausfallen, gibt es keine alternative Heizquelle.
Bivalenter Betrieb: Die Kombination mit einem weiteren Wärmeerzeuger
Beim bivalenten Betrieb arbeitet die Wärmepumpe mit einem zweiten Wärmeerzeuger zusammen. Dies ist insbesondere in Altbauten sinnvoll, wenn der Heizwärmebedarf hoch ist oder eine stufenweise Sanierung geplant wird. Typische Kombinationen sind Wärmepumpen mit einer Gasheizung, ( oder Holzheizung bzw. Ölheizung). Die Wärmepumpe deckt dabei die Grundlast, während der zweite Wärmeerzeuger bei Spitzenlasten einspringt.
Vorteile des bivalenten Betriebs:
- Flexibler und effizienter Heizbetrieb: Je nach Situation kann der wirtschaftlichste Wärmeerzeuger genutzt werden.
- Erhöhte Versorgungssicherheit: Falls ein System ausfällt oder ineffizient arbeitet, steht eine alternative Wärmequelle zur Verfügung.
- Optimal für Altbauten: Ermöglicht die schrittweise Umstellung von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energiequellen.
Nachteile des bivalenten Betriebs:
- Höhere Kosten für Wartung und Instandhaltung, da zwei Heizsysteme betreut werden müssen.
- Größerer Platzbedarf, da sowohl die Wärmepumpe als auch der zweite Wärmeerzeuger untergebracht werden müssen.
Hinweis: Ist in der Anlage ein elektrischer Heizstab integriert, handelt es sich ebenfalls um einen bivalenten Betrieb. Da jedoch nur ein Energieträger (Strom) genutzt wird, spricht man in diesem Fall von einem monoenergetischen System.
Bivalent-parallel, bivalent-teilparallel, bivalent-alternativ – die Unterschiede
Der bivalente Betrieb lässt sich in drei verschiedene Betriebsweisen unterteilen:
1. Bivalent-alternativer Betrieb:
Die Wärmepumpe deckt den gesamten Heizwärmebedarf eigenständig, bis die Außentemperatur unter den Bivalenzpunkt fällt. Dieser Punkt markiert die Temperatur, bei der die Wärmepumpe ihre maximale Heizleistung erreicht. Sinkt die Temperatur weiter, übernimmt der zweite Wärmeerzeuger (z. B. Gas- oder Ölheizung) die komplette Wärmeversorgung, während die Wärmepumpe abgeschaltet wird.
2. Bivalent-paralleler Betrieb:
In dieser Variante arbeitet die Wärmepumpe grundsätzlich alleine. Fällt die Außentemperatur unter einen bestimmten Wert, schaltet sich der zweite Wärmeerzeuger hinzu und beide Systeme laufen gleichzeitig, um den Wärmebedarf zu decken.
3. Bivalent-teilparalleler Betrieb:
Hier gibt es drei Betriebsphasen:
- Milde Außentemperaturen: Die Wärmepumpe arbeitet allein.
- Mittlere Außentemperaturen: Die Wärmepumpe und der zweite Wärmeerzeuger laufen gemeinsam.
- Sehr kalte Temperaturen: Der zweite Wärmeerzeuger übernimmt die Heizleistung alleine, während die Wärmepumpe abgeschaltet wird.
Fazit: Welche Betriebsart ist die richtige?
Welche Betriebsweise für eine Wärmepumpe ideal ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab:
- Neubau oder Altbau? In modernen, gut gedämmten Häusern ist ein monovalenter Betrieb oft effizient genug. Bei unsanierten Bestandsgebäuden kann ein bivalentes System wirtschaftlicher sein.
- Heizlast und Energiebedarf: Ist der Wärmebedarf hoch, kann ein zweiter Wärmeerzeuger sinnvoll sein, um Spitzenlasten abzudecken.
- Vorhandene Heiztechnik: Wenn bereits eine fossile Heizung vorhanden ist, kann eine Wärmepumpe als Hybridlösung integriert werden.
Egal ob monovalent oder bivalent – eine gut geplante Wärmepumpenheizung kann langfristig Energiekosten senken, den Komfort erhöhen und einen wertvollen Beitrag zur CO₂-Reduzierung leisten.