Hybridheizsysteme kombinieren
Teil 2: Hybridheizsysteme in zwei Marktsegmenten
Hybridheizsysteme kombinieren zwei unabhängige Wärmeerzeuger mit unterschiedlichen Vorteilen und Energieträgern. Am häufigsten bestehen sie aus einem hocheffizienten Gas- oder Öl-Brennwert-Heizgerät sowie aus einem System auf Basis erneuerbarer Energien. Als geeigneter Partner empfiehlt sich, neben einer Solarthermieanlage, zunehmend die Luft/Wasser-Wärmepumpe. Nachfolgend werden zwei Marktsegmente beispielhaft näher betrachtet, die für Brennwert-Wärmepumpen-Hybridsysteme besonders attraktiv sind – sowohl aus Sicht des Handwerkers, als auch aus der des Investors/Hausbesitzers: der Mehrfamilienhaus-Neubau und die Modernisierung im Eigenheimbereich.
Vor allem in Ballungsräumen soll rasch Wohnraum für private Käufer sowohl zur Eigen-nutzung als auch zur Vermietung geschaffen werden. Aufgrund begrenzter Bauflächen, hoher Grundstücks- und möglichst kostengünstiger Baupreise liegen kleine und mittlere Mehrfamilienhäuser (MFH) bis etwa 16 Wohneinheiten voll im Trend. Doch wie lässt sich unter diesen Bedingungen ein möglichst kostengünstiges und zuverlässiges Heizsystem errichten, welches die Erfüllung der EnEV erleichtert und zudem die Verpflichtung des EEWärmeG zur Nutzung erneuerbarer Energien erfüllt?
Der Einsatz von Sole/Wasser- und Wasser/Wasser-Wärmepumpen wird vom Erbauer (Bauträger, Generalunternehmer, privater Investor etc.) meist schon aufgrund der hohen Investitionskosten ausgeschlossen. Doch auch Luft/Wasser-Wärmepumpen mit großen Heizleistungen stoßen rasch an Grenzen: aufgrund der Anschaffungskosten sowie wegen ihrer Baugröße und Schallemissionen bei kleinen Grundstücken. Im MFH-Neubau (ohne Nah- und Fernwärmeanschlusszwang) spielt bei der Anlagenplanung zudem die Ausfall- und Betriebssicherheit eine wesentliche Rolle. Auch deshalb bietet sich der Einsatz von Brennwerttechnik in Kombination mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe an.
Hauptvorteile im MFH-Bereich
Bei der eingesetzten Luft/Wasser-WP, wie z. B. der „BWL-1S(B)“ in Splitbauweise oder dem neuen Modell „CHA-Monoblock“ von Wolf , kann die Heizleistung relativ klein gewählt werden. Dadurch ist die Wärmepumpe kostengünstiger und kompakter gebaut, arbeitet leiser und ist dennoch förderfähig. Als Brennwert-Heizgeräte mit teils deutlich höheren Heizleistungen empfehlen sich z.B. die Wolf-Gasbrennwertgeräte der Modellreihen „CGB“ und „CGB-2“ bis 100 kW. Für das effiziente und sichere Zusammenwirken der Wärmeerzeuger sorgt ein intelligentes Regelungssystem, wie das „WRS-2“ von Wolf, welches optional auch eine App‐, PC- und Smarthome‐Anbindung, und somit auch eine Anlagenferndiagnose durch den Heizungsfachhandwerker, ermöglicht.
Zwei redundante Wärmeerzeuger bieten dem Vermieter/Bauträger/Investor sowie dem Fachhandwerker zusätzlichen Ausfallschutz bzw. Schutz vor Beanstandungen. Denn Anlagenausfälle ziehen inzwischen immer mehr sofortige Mietminderungen nach sich.
Hybridsysteme eignen sich hervorragend für den Einsatz von Wohnungsstationen zur Heiz- und Warmwasserversorgung, wofür sich reine WP-Lösungen nur bedingt empfehlen können.
Die Trinkwasserhygiene bei Warmwasser-Speicherlösungen kann durch Hybridheiztechnik effizient sichergestellt werden. Auch hier drohen nämlich Mietminderungen, falls bei einem Legionellenbefall die Anlage außer Betrieb genommen werden muss. Mit Blick auf die Energieeffizienz stellt hauptsächlich das Brennwert-Heizgerät die notwendigen hohen Vorlauftemperaturen zur Verfügung.
Die Vorschriften des eingangs erwähnten EEWärmeG ließen sich zwar auch mit Brennwert-Heiztechnik und Solarthermiekollektoren erfüllen, was meist aber an den höheren Kosten scheitert. Bei einer bivalent-parallelen Betriebsweise mit einer Wärmepumpe lässt sich diese gesetzliche Vorgabe leichter erreichen, da der Deckungsanteil aus erneuerbaren Energien zur Wärmebereitstellung mindestens 50 % beträgt und die Wärmepumpe in diesen Betriebsmodus so lange wie möglich läuft. Beispiel: Bei einem angenommenen Deckungsanteil der WP von 61 % beim Bivalenzpunkt 5 °C beträgt der Leistungsanteil nur 19 %. Zum Vergleich: Im bivalent-alternativen Betrieb muss die Wärmepumpe bereits einen Leistungsanteil von 35 % aufweisen um einen Deckungsanteil von mind. 50 % zu erreichen. Hinweis: Soll die Wärmepumpe übers BAFA gefördert werden, ist ein Bivalenzpunkt von 2 °C (oder tiefer) vorgeschrieben. In diesem Fall läge der Leistungsanteil der WP im bivalent parallelen Betrieb bei mind. 31 %.
Einsatz von Hybridsystemen im Eigenheimbereich
Im Ein‐/Zweifamilienhausbereich ist ein Brennwert-Wärme-pumpen-Hybridsystem vor allem dann interessant, wenn eine Heizungsmodernisierung ansteht und der Hausbesitzer:
lediglich eine Teilsanierung an der Gebäudehülle unternimmt (dazu gehören Einzelmaßnahmen wie der Fensteraustausch, die Wärmedämmung des Daches oder Dämmmaßnahmen an der Keller‐ und obersten Geschossdecke),
eine umfangreichere Modernisierung zum Effizienzhaus plant und dazu eine KfW-Förderung nutzen möchte,
eine BAFA‐Förderung nutzen möchte,
den Primärenergiebedarf und die CO2‐Emissionen seines vorhanden Öl- oder Gas-Heizsystems verringern und dazu eventuell auch eigenen Photovoltaikstrom einsetzen möchte (dazu kann z. B. auch ein vorhandener moderner (Brennwert-)Wärmeerzeuger mit einer neuen Luft/Wasser-WP kombiniert werden).
Betriebsweisen
In der Regel verfügen beide Wärmeerzeuger über ähnlich große Heizleistungsgrößen. Dabei übernimmt die WP ganzjährig die Grundlast, während das Brennwert-Heizgerät bei Spitzenlasten sowie bei einem hohen Warmwasserbedarf in Betrieb geht. Bei ähnlich großen Wärmeerzeugern, wie z. B. der Wärmepumpe „CHA-10/400V“ in Monoblockbauweise sowie der Gas‐Brennwerttherme „CGB‐2‐20“, sind intelligente Betriebsweisen im Wolf Bedienmodul „BM-2“ möglich:
Ökonomisch: Es wird der Wärmeerzeuger mit dem zur Zeit kostengünstigsten Energieträger verwendet.
Ökologisch: Die Wärmepumpenlaufzeiten werden so lange wie möglich eingeplant.
In Verbindung mit der EEBus-Schnittstelle und weiteren Zusatzkomponenten ermöglicht es das Wolf-Regelungssystem, den selbst produzierten Photovoltaikstrom mittels Energiemanagement intelligent zum Wärmepumpenbetrieb zu nutzen. Dadurch erhöht sich der Autarkiegrad spürbar, was zunehmend mehr Hausbesitzer gezielt anstreben. Etwas anders sieht die Situation aus, falls das Eigenheim umfassend energetisch saniert und die Heizkörper durch eine Flächenheizung ersetzt werden sollen. Dann dürfte meist der monovalente bzw. monoenergetische Einsatz eines Wärmepumpensystems wirtschaftlicher sein – vorausgesetzt, der WW-Bedarf ist generell nicht zu hoch.
Fazit
Ein Brennwert‐Wärmepumpen‐Hybridsystem bietet sowohl dem Investor bzw. Hausbesitzer als auch dem Fachhandwerker viele Vorteile – insbesondere im Mehrfamilienhaus-Neubau sowie bei der Modernisierung von Eigenheimen. Hinzu kommt, dass Markenhersteller (wie etwa Wolf) eine Vielzahl verschiedener Wärmeerzeuger mit vielen Leistungsgrößen anbieten, welche projektspezifisch variabel miteinander kombiniert und aufeinander abgestimmt werden können. Und sollte der Fachhandwerker einmal Schwierigkeiten mit einer Anlage haben, unterstützt ihn das deutschlandweite Wolf-Servicenetzwerk – im Bedarfsfall auch bei der Inbetriebnahme.
Nicht außer Acht lassen sollte der Fachhandwerker bei seiner Heiztechnikkonzeption, dass bei neuen und sanierten Niedrigenergie‐Gebäuden der Einbau einer kontrollierten Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung sinnvoll oder sogar notwendig sein kann: Zum Schutz der Bausubstanz und der Bewohnergesundheit sowie für ein ganzjähriges Wohlfühlklima. Dadurch vermindern sich der Primärenergieverbrauch und die CO2-Emissionen zusätzlich – insbesondere, wenn auch Photovoltaikstrom-Überschüsse genutzt werden.
[1] Bivalente Wärmepumpen-Systeme, BDH-Informationsblatt Nr. 57, März 2019, www.bdh-koeln.de
[2] Planung und Auslegung des Systems PV-Anlage, Wärmepumpe und Speicherung; BDH-Informationsblatt Nr. 70, April 2018, www.bdh-koeln.de
[3] Wärmepumpen, BDH-Informationsblatt Nr. 25, März 2019, www.bdh-koeln.de
