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Wärmepumpen und Hybridheizungen – Effizient und nachhaltig Heizen

Steigende Energiepreise und die Notwendigkeit CO₂-Emissionen zu senken, stellen Hausbesitzer vor große Herausforderungen. Um diesen Anforderungen zu begegnen, gewinnen Wärmepumpen zunehmend an Bedeutung. Angesichts der Energiewende und der politischen Zielsetzung, fossile Brennstoffe zu reduzieren, rücken sie als zukunftssichere Lösung für eine nachhaltige Wärmeversorgung in den Fokus. Doch was genau versteht man unter einer Wärmepumpe und wie kann man sie in Kombination mit anderen Wärmeerzeugern als Hybridheizung einsetzen?

Wärmepumpe

Wärmepumpenheizungen stellen eine innovative und umweltfreundliche Lösung zur Beheizung von Gebäuden dar. Sie nutzen die in der Umwelt gespeicherte Wärme aus Erdreich, Grundwasser oder Luft, um sowohl die Innenräume zu temperieren als auch Warmwasser bereitzustellen. Angesichts der Tatsache, dass die Heizung den größten Teil des Energieverbrauchs in einem Haushalt ausmacht und erheblich zur Emission von klimaschädlichem Kohlendioxid beiträgt, gewinnen Wärmepumpen zunehmend an Bedeutung als nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Gas- oder Ölheizungen.

Wenn Wärmepumpen vollständig mit erneuerbarer Energie betrieben werden – beispielsweise durch den Einsatz von Strom aus einer eigenen Photovoltaikanlage – ist die Wärmeerzeugung CO-neutral und unabhängig von fossilen Brennstoffen. In vielen neu gebauten Wohnhäusern sind Wärmepumpen bereits etabliert, und auch in Bestandsgebäuden erweisen sie sich als effiziente Lösung, die sowohl der Umwelt als auch dem Geldbeutel zugutekommt.

Die Umweltfreundlichkeit der Wärmepumpentechnologie hängt entscheidend von der benötigten Strommenge zur Erzeugung einer bestimmten Heizenergie ab. Ein höherer Anteil an grünem Strom aus regenerativen Energiequellen führt zu einem geringeren ökologischen Fußabdruck der Wärmepumpe. Im Jahr 2023 deckte Deutschland bereits über 52 Prozent seines Strombedarfs aus erneuerbaren Energien.

Funktionsweise der Wärmepumpe

Die Technologie einer Wärmepumpe basiert auf einem thermodynamischen Kreislauf: Umweltwärme wird aufgenommen und auf ein Kühlmittel übertragen, das verdampft und sich in einen gasförmigen Zustand verwandelt. Durch einen Kompressor wird das Gas verdichtet, wodurch Druck und Temperatur steigen. Dieses heiße Gas gibt seine Energie an das Heizungssystem oder einen Warmwasserspeicher ab, kühlt dabei ab und wird wieder flüssig. Anschließend sinkt der Druck und das Kühlmittel nimmt erneut Wärme aus der Umgebung auf und der Kreislauf beginnt von vorne.

Moderne Wärmepumpen sind dabei äußerst effizient und benötigen im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen nur einen Bruchteil der Energie, um die gleiche Wärmemenge zu erzeugen. Je besser die Umweltwärmequelle und die Gebäudedämmung, desto höher ist die Effizienz. Besonders bei gut isolierten Häusern, die mit Niedrigtemperatursystemen wie Fußboden- oder Wandheizungen ausgestattet sind, entfalten Wärmepumpen ihr volles Potenzial.

Verschiedene Arten von Wärmepumpen

Es gibt mehrere Typen von Wärmepumpen, die je nach Umweltquelle und Anwendungsbereich unterschiedliche Vorteile bieten:

  1. Luft-Wasser-Wärmepumpen: Diese entziehen der Außenluft Wärme und sind besonders einfach zu installieren. Sie eignen sich gut für Neubauten und Bestandsgebäude, die keine größeren baulichen Maßnahmen erfordern. Ihr Wirkungsgrad variiert jedoch je nach Außentemperatur, weshalb sie in Regionen mit mildem Klima besonders effektiv sind.
  2. Sole-Wasser-Wärmepumpen: Sie nutzen Erdwärme durch Kollektoren oder Erdsonden. Erdkollektoren werden flach verlegt und benötigen viel Platz, während Erdsonden tief in den Boden gebohrt werden und weniger Fläche beanspruchen. Diese Systeme sind in der Regel effizienter als Luft-Wasser-Wärmepumpen, da sie unabhängig von Außentemperaturen arbeiten. Allerdings sind sie in der Installation aufwendiger und erfordern in vielen Fällen behördliche Genehmigungen.
  3. Wasser-Wasser-Wärmepumpen: Diese Art greift auf die konstant warmen Temperaturen des Grundwassers als Energiequelle zu. Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind sehr effizient, erfordern jedoch eine sorgfältige Prüfung der Grundwasserqualität und -verfügbarkeit sowie behördliche Genehmigungen, um den Wasserschutz sicherstellen zu können.
  4. Warmwasser-Wärmepumpen: Speziell für die Warmwasserbereitung entwickelt, können diese Systeme sowohl Abluft als auch Raumluft nutzen. Sie arbeiten unabhängig von der zentralen Heizungsanlage und können besonders in Kombination mit Solarstrom effizient betrieben werden. Neben der Warmwasserbereitung entfeuchten sie zusätzlich den Raum und wirken damit Schimmelbildung entgegen.

Voraussetzungen und Planung für den Einbau einer Wärmepumpe

Obwohl Wärmepumpen sowohl im Neubau als auch im Bestand installiert werden können, ist es wichtig, dass bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind, um ihre Effizienz zu maximieren. In Bestandsgebäuden ist oft eine energetische Sanierung notwendig, bevor eine Wärmepumpe effektiv arbeiten kann. Eine gute Dämmung der Fassade, des Dachs und der Fenster ist essenziell, um Wärmeverluste zu minimieren und den Energiebedarf zu senken. Auch Heizsysteme wie Fußboden- oder Wandheizungen, die mit niedrigen Wassertemperaturen arbeiten, sind ideal, da sie die Effizienz der Wärmepumpe weiter steigern.

Fördermöglichkeiten

Dank verschiedener Förderprogramme ist der Einbau von Wärmepumpen heute besonders attraktiv. Die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) bietet umfassende Zuschüsse und Kredite für die Installation von Wärmepumpen sowohl im Neubau als auch in der Sanierung von Bestandsgebäuden. Bis zu 70 % der förderfähigen Kosten können durch die KfW oder das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) bezuschusst werden. Auch die Optimierung bestehender Anlagen, beispielsweise durch eine effizientere Anlagentechnik oder Maßnahmen zur Gebäudedämmung, wird gefördert. Besonders lohnend ist eine Senkung der laufenden Betriebskosten durch die Kombination einer Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage.

Wärmepumpen-Hybridheizungen

Viele ältere Heizungsanlagen sind nicht mehr zeitgemäß und den aktuellen Anforderungen in Bezug auf Effizienz und Ressourcenschonung nicht mehr gewachsen. Hybridheizungen bieten eine kostengünstige und effiziente Alternative und können ein erster Schritt in Richtung erneuerbarer Energien sein.

Was ist eine Hybridheizung?

Der Begriff „Hybrid“ wird im technischen Kontext verwendet, um ein System zu beschreiben, das zwei oder mehr eigenständige Technologien kombiniert. Jede dieser Technologien ist für sich genommen bereits funktionsfähig und kann eigenständig betrieben werden. In der Kombination jedoch entstehen neue Eigenschaften oder Vorteile, die das Gesamtsystem effizienter, vielseitiger oder leistungsfähiger machen als die Summe seiner Einzelteile.

Die Kernidee eines hybriden Systems liegt also in der Synergie der Technologien: Jede Komponente bleibt unabhängig funktional, aber durch die Zusammenarbeit können sie in bestimmten Situationen besser auf spezifische Anforderungen reagieren.

Der Begriff wird auch in der modernen Heiztechnik verwendet, etwa bei Hybridheizungen. Diese kombinieren verschiedene Wärmeerzeuger (wie eine Wärmepumpe und einen Gas- oder Ölkessel), die beide unabhängig arbeiten könnten, aber gemeinsam je nach Bedarf für eine optimierte Energienutzung sorgen.

Zusammengefasst beschreibt „Hybrid“ in der Technik also nicht einfach eine Vermischung, sondern die gezielte Kombination autonomer Technologien, um ihre Stärken zu maximieren und Schwächen auszugleichen.

Betriebsarten

Im Rahmen von Hybridheizungen unterscheidet man zwischen verschiedenen Betriebsarten:

  • Bivalent-alternativ: Hier arbeitet immer nur ein Wärmeerzeuger. Bei Bedarf wird gewechselt.
  • Bivalent-parallel: Beide Geräte laufen ab einem bestimmten Punkt gleichzeitig – die Wärmepumpe übernimmt die Grundlast, der Kessel die Spitzenlast.
  • Bivalent-teilparallel: Beide Systeme arbeiten teilweise parallel bis zu einer bestimmten Außentemperatur.

Kombinationsmöglichkeiten mit Wärmepumpen

Hybridheizungen kombinieren verschiedene Wärmeerzeuger, um Gebäude effizient und umweltfreundlich zu beheizen. Je nach Ressourcen und Anforderungen gibt es vielfältige Kombinationen, die die Vorteile der einzelnen Systeme optimal nutzen. Insbesondere Wärmepumpen lassen sich hervorragend in Hybridheizsysteme integrieren, um so eine noch effektivere und nachhaltigere Wärmeerzeugung zu gewährleisten.

  • Gasheizung + Luftwärmepumpe: Die Wärmepumpe deckt den Grundbedarf, während die Gasheizung bei tiefen Temperaturen für Spitzenlast sorgt.
  • Luft-Wasser-Wärmepumpe + Scheitholzheizung: Die Wärmepumpe ist für den Hauptbetrieb verantwortlich, während die Scheitholzheizung bei höherem Wärmebedarf, beispielsweise in kalten Wintermonaten, zusätzliche Wärme liefert.
  • Luftwärmepumpe plus Solaranlage plus Kaminofen: Die Solaranlage und die Luftwärmepumpe übernehmen die Grundlast, während der Kaminofen für zusätzliche Wärme sorgt, insbesondere in der Übergangszeit oder bei höheren Heizanforderungen

Es gibt zahlreiche weitere Möglichkeiten zur Kombination von Heizsystemen, darunter auch Varianten mit drei Wärmeerzeugern. Diese ermöglichen eine flexible und ressourcenschonende Anpassung an den jeweiligen Wärmebedarf. Hybridheizungen bieten so eine effiziente und umweltfreundliche Lösung, die sowohl die Betriebskosten senkt als auch den Verbrauch fossiler Brennstoffe reduziert.

Fazit

Hybridheizungen und Wärmepumpen bieten unterschiedliche Ansätze für eine nachhaltige Wärmeversorgung. Während Hybridheizungen eine flexible Übergangslösung darstellen, ermöglicht die Wärmepumpe bei entsprechender energetischer Vorbereitung eine vollständige Abkehr von fossilen Brennstoffen und eine klimaneutrale Heizlösung. Der Weg zur reinen Wärmepumpenheizung kann durch staatliche Förderungen und eine schrittweise Modernisierung unterstützt werden. So ist die Wärmepumpe nicht nur für Neubauten, sondern auch für sanierte Bestandsgebäude eine zukunftssichere Investition, über die es sich durchaus lohnen kann nachzudenken.

Hinweis: Weitere Informationen rund um das Thema „Hybridheizung“ können Sie in unserer Fachinformation des Monats Oktober 2024 nachlesen.

Mehr Details zum Thema „Wärmepumpe“ folgen in unserer Fachinformation des Monats November 2024.

Quellen:
https://www.co2online.de/modernisieren-und-bauen/heizung/hybridheizung
https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/Privatpersonen/Bestehende-Immobilie/Heizungstausch/W%C3%A4rmepumpe
https://www.vaillant.de/heizung/heizung-verstehen/technologie-verstehen/hybridheizung
https://www.heizung.de/hybridheizung/wissen/vor-und-nachteile-einer-hybridheizung.html
https://www.thermondo.de/info/rat/erneuerbare-energie/hybridheizung
https://www.bafa.de/DE/Energie/Effiziente_Gebaeude/effiziente_gebaeude_node.html
https://www.bosch-homecomfort.com/de/de/wohngebaeude/wissen/heizungsratgeber/waermepumpe/solar-waermepumpe
https://www.kfw.de/inlandsfoerderung/Heizungsf%C3%B6rderung
https://www.viessmann.at/de/wissen/technologie-und-systeme/waermepumpe/arten.html
https://www.wochederwaermepumpe.de
https://www.solarwatt.de/ratgeber/waermepumpe-vorteile-nachteile
https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/energie/heizen-und-warmwasser/waermepumpe-alles-was-sie-wissen-muessen-im-ueberblick-5439
https://www.vaillant.at/privatanwender/tipps-und-wissen/heiztechnologien/warmepumpen/hybridwarmepumpe
Bildquelle: stock.adobe.com

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