Wärmepumpen lassen sich sehr gut mit anderen Heiz- und Energieerzeugungsanlagen kombinieren. Man spricht dann von einem Hybridsystem. Beliebt ist zum Beispiel die Kombination mit einer Solaranlage oder mit einer Gasheizung. Wir erklären Ihnen in diesem Text, warum Hybridsysteme eine gute Idee sein können und welche Möglichkeiten es für Sie gibt.

Wärmepumpen arbeiten an sich schon sehr wirtschaftlich. Noch ökonomischer und zusätzlich umweltfreundlicher funktionieren sie oft im Hybridsystem. Hier unterstützen weitere Energieträger den Betrieb der Wärmepumpe.

Das kann ein konventioneller Rohstoff wie Gas sein oder auch Wind- oder Solarenergie. Außerdem helfen bei vielen Hybrid-Wärmepumpen andere Systeme, die Heizenergie gerade im Winter zu vergrößern.

Manchmal werden Wärmepumpen bereits direkt mit einem anderen Heizsystem als Paket angeboten. Es gibt sogar Modelle, bei denen zwei Heizsysteme in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Sie können aber auch die einzelnen Heizsysteme selbst auswählen und kombinieren, um sie optimal an Ihre individuelle Situation anzupassen.

1. Warum werden überhaupt Wärmepumpen mit anderen Heizsystemen kombiniert?

Es gibt verschiedene gute Gründe, Wärmepumpen mit anderen Heizsystemen zu kombinieren:

  1. Die Vorlauftemperatur, die Sie mit einer Wärmepumpe erreichen können, ist begrenzt. Sie liegt bei etwa 60 Grad. Höhere Temperaturen wären zwar prinzipiell auch möglich, aber dann arbeitet die Wärmepumpe nicht mehr wirtschaftlich. Wenn Sie also mehr Wärme brauchen, dann kann es sinnvoll, eine zweite Wärmequelle zuzuschalten.
  2. Wenn es im Winter sehr kalt wird, reicht die Wärme aus der Luft, dem Grundwasser oder der Erde möglicherweise nicht mehr aus, um die Wärmepumpe sinnvoll zu betreiben. Dann schaltet sich ein zweites Heizsystem zu. Bei modernen Hybrid-Wärmepumpen ist oft eine intelligente Steuerung eingebaut, die jederzeit eigenständig die optimale Wärmequelle auswählt.
  3. Eine Solarthermie-Anlage kann umgekehrt dafür gedacht sein, die Wärmepumpe zeitweise unnötig zu machen: Solange genügend Sonnenwärme genutzt werden kann, erwärmt diese zum Beispiel das Brauchwasser direkt. Erst wenn das nicht mehr reicht, schaltet sich die Wärmepumpe zu.
  4. Manchmal geht es gar nicht um zusätzliche Wärme, sondern um den Strom, den eine Wärmepumpe braucht. Wenn Sie das Gerät an eine Windkraftanlage oder eine Solaranlage anschließen, können Sie einen Teil des Stroms selbst produzieren. Damit haben Sie eine sehr umweltfreundliche Lösung und sind noch unabhängiger von den Energiepreisen. Außerdem können Sie auf diese Weise den selbst produzierten Strom so effektiv wie möglich nutzen. Der Eigenverbrauch ist ja deutlich rentabler als das Einspeisen ins öffentliche Stromnetz.

2. Was kostet eine Hybridwärmepumpe?

Pauschale Angaben über die Preise einer Hybridwärmepumpe lassen sich nur sehr schwer treffen. Die Kosten beginnen bei knapp 2.000 Euro und können niedrige fünfstellige Dimensionen erreichen. Um konkreter zu werden, müssen die Größen, Kapazitäten und Jahresarbeitszahlen der einzelnen Geräte berücksichtigt werden. Außerdem kommt es natürlich auf die Art der Hybridanlage an. Mit welchem anderen Heizsystem soll die Wärmepumpe verbunden werden?

Achten Sie beim Einholen Ihrer Angebote darauf, dass diese wirklich alle entstehenden Kosten berücksichtigen. Nur dann können sie die verschiedenen Modelle vergleichen und das perfekte System für Ihr Haus herausfinden.

Wenn Sie über eine Hybridlösung nachdenken, sollten Sie sich in jedem Fall über Förderungen von der KfW und das BAfA informieren. Auch Kommunen und Länder fördern die Technik teilweise. Die Förderung hängt von der erreichten Jahresarbeitszahl ab. Dieser Wert bestimmt das Verhältnis zwischen der abgegebenen Leistung und dem elektrischen Energieverbrauch der hybriden Wärmepumpe. Je höher die Jahresarbeitszahl ist, umso besser.

3. Welche Arten von hybriden Wärmepumpen gibt es?

Theoretisch sind die Kombinationsmöglichkeiten von Wärmepumpen mit anderen Heizsystemen fast unbegrenzt. Aber nicht alle Kombis lassen sich wirtschaftlich sinnvoll betreiben. Einige Varianten sind jedoch sehr vielversprechend. Wir stellen Ihnen die wichtigsten Kombinationsmöglichkeiten bei hybriden Wärmepumpen vor.

3.1. Wärmepumpen mit Photovoltaikanlage

Der eigentliche „Rohstoff“ bei Wärmepumpen ist die Umgebungswärme aus der Luft, dem Erdreich oder dem Grundwasser. Diese Wärme reicht natürlich nicht aus, um sie direkt zum Heizen oder für das Warmwasser zu verwenden. Die Temperatur wird deshalb in der Wärmepumpe auf ein höheres Niveau gepumpt.

Wärmepumpe mit Photovoltaikanlage (© Buderus)

Meist passiert das, indem die Wärmepumpe ein Kühlmittel in einem Kompressor verdichtet. Für diesen Vorgang braucht das Gerät Strom.

Wäre es nicht optimal, diesen Strom auch noch selbst herzustellen und damit komplett unabhängig von den Energieanbietern zu werden? Stimmt! Daher kann sich eine Wärmepumpe in Kombination mit einer Photovoltaikanlage (= Solaranlage zur Stromgewinnung) lohnen.

Leider gibt es aber einen Nachteil: Die Wärmepumpe läuft ja hauptsächlich in der kalten Jahreshälfte. Die Solaranlage dagegen kann den größten Teil ihres Stroms in der warmen Jahreshälfte produzieren.

Das bedeutet: Derzeit erzeugt eine Photovoltaikanlage zwar rein rechnerisch die benötigte Menge Solarstrom. Faktisch rentiert sich die Kombination der beiden Systeme aber nur über die Einspeisevergütung für Solarstrom:

  • In den warmen Monaten produzieren die Photovoltaikanlagen Strom. Ein großer Teil davon wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Dafür bekommt man eine sogenannte Einspeisevergütung.
  • Im Winter kaufen Sie dann den benötigten Strom vom Energieversorger. Je nach Vertrag können Sie dafür sogar einen vergünstigten Preis für Wärmepumpen-Kunden nutzen.
  • Verrechnet man die Einnahmen des Solarstrom-Verkaufs nun mit den Ausgaben für den Stromzukauf im Winter, reduzieren sich die Kosten unter dem Strich.

Außerdem produzieren Photovoltaikanlagen auch in der kälteren Jahreszeit ein wenig Solarstrom. Dieser kann dann sofort zum Betrieb der Wärmepumpen verwendet werden.

Im Jahresverlauf kann man so bis zu 30 % des benötigten Wärmepumpen-Stroms direkt aus der Solaranlage gewinnen.

Die Möglichkeiten der Kombination aus Wärmepumpe und Solaranlage wird sich noch deutlich verbessern, wenn in wenigen Jahren bessere Solar-Akkus auf den Markt kommen. Im Moment gibt es zwar schon Akku-Systeme, diese sind aber nicht immer rentabel - hier gilt es genau die Auslegung der Anlage zu prüfen. Das dürfte sich jedoch in kurzer Zeit ändern und dann wird auch der Photovoltaik-Markt noch einmal gründlich aufgemischt.

Fazit: Wärmepumpen und Photovoltaikanlagen sind ein starkes Team, auch wenn die Solaranlage noch nicht den ganzen Strom für die Wärmepumpe produzieren kann.

3.2. Luftwärmepumpe mit Brennwertmodul

Bei dieser Art von Hybridwärmepumpen wird eine Luftwärmepumpe mit einem Gasbrennwertmodul kombiniert. Wenn die Außenlufttemperatur nicht kälter als 2 °C ist, heizt diese hybride Wärmepumpe alleine durch die Energiegewinnung aus der Außenluft. Erst bei einer Abkühlung unter 2 °C schaltet sich das Gasbrennwertmodul dazu. Daher ist es vorab nicht nötig, für den Heizbetrieb den Wärmepumpenkompressor zuzuschalten. Die Umschaltung zwischen den beiden Heizarten erfolgt vollautomatisch.

Eine Luftwärmepumpe mit Brennwertmodul kann jedes herkömmliche Heizsystem in bestehenden Gebäuden komplett ersetzen und dabei Heizung und Warmwasserbereitung übernehmen.

Durchschnittlich erreicht ein solches System eine Jahresarbeitszahl von 3,5. Mithilfe eines Pufferspeichers kann eine Luftwärmepumpe mit Brennwertmodul auch noch effizienter arbeiten. Der Gasbetrieb erfolgt über Stadtgas oder über eine Flüssiggasanlage mit entsprechendem Speicher im Haus. Bedenken Sie diese Kosten bei der Planung!

3.3. Luftwärmepumpe mit Brennwertmodul plus Solarthermieanlage

Bei diesem Modell werden sogar drei Wärmequellen kombiniert:

  • Die Luftwärmepumpe stellt das Kernstück der Heizlösung.
  • Für Warmwasser sorgt – wann immer es möglich ist – eine Solarthermieanlage (= Solaranlage zur Wärmenutzung). Das funktioniert im Sommer bestens und im Winter wenigstens in Teilen bei entsprechender Sonneneinstrahlung. Die Solarthermieanlage kann auch so geschaltet werden, dass sie im Winter den Heizbetrieb unterstützt.
  • Und wenn es zu kalt wird, schaltet sich das Brennwertmodul dazu. Das ist etwa bei Temperaturen unter 0 °C der Fall. Über dieser Temperatur kann der Heizbedarf bei günstiger Sonneneinstrahlung vollständig durch die beiden erneuerbaren Energiesysteme Luftwärme und Solarthermie gedeckt werden.

Je nach Gebäudegröße können Sie bei dieser Kombi bis zu 43 % der Energiekosten einsparen. Außerdem tun Sie natürlich der Umwelt etwas Gutes: Schließlich verwenden Sie so weit wie möglich erneuerbare Energien.

Siehe z.B. auch: //www.livvi.de/nachhaltig-wohnen/technik/heizung-technik/maximaler-energiegewinn-hybrid-waermepumpe/

3.4. Hybride Wärmepumpe mit Erdwärmeregister plus Solarthermie

Diese sehr innovative Art von Hybridwärmepumpe kombiniert eine Erdwärmepumpe, ein Erdreichregister und eine Solarthermie-Anlage mit dem obligatorischen Frischwasser-Kombispeicher. Und so funktioniert das:

  1. Die Solarthermie-Anlage bereitet im Sommer das Warmwasser auf. Im Herbst und Winter unterstützt sie die Warmwasserbereitung über die Erwärmung des Heizungswassers im Kombispeicher.
  2. Außerdem ist der Wasserspeicher der Solarthermieanlage mit einem Erdreichregister verbunden. Das sind gitterförmig verlegte Rohrschlangen in der Erde, die überschüssige Wärme aus der Sonnenenergie in die Erde leiten. Hier bleibt die Wärme in einem gewissen Umfang bis in die Wintermonate gespeichert. Tatsächlich wirkt Erdreich sehr wärmedämmend, sodass die Energie wirklich über Wochen und Monate erhalten bleibt.
  3. Die Hybridwärmepumpe kann dem Boden diese Wärme wieder entziehen. Dafür benutzt sie ebenfalls das Erdreichregister. Die Wärmeenergie kann dann für den Heizbetrieb genutzt werden.

Fossile Energieträger werden bei dieser zukunftsweisenden Hybridwärmepumpe überhaupt nicht eingesetzt. Ökologischer und wirtschaftlicher geht es also kaum noch. Ein wenig elektrische Antriebsenergie ist zwar trotzdem noch nötig, aber weniger als bei konventionellen Wärmepumpen.

Beispiel einer solchen Anlage ist: //www.thermselect.de/hybridwrmepumpe

Dementsprechend liegt die Jahresarbeitszahl über einem Wert von 5, was sehr gut ist. Außerdem wird die Effizienz gegenüber einer einfachen Wärmepumpe um über 33 % gesteigert.

3.5. Luftwärmepumpe plus Zuluft-Energiemodul und Solarthermie

Bei diesem Modell sehen wir eine Kombination aus Luftwärmepumpe, Solarthermieanlage, Frischwasser-Kombispeicher, Energiespeicher und Zuluft-Energiemodul. Sie sehen schon: Manche modernen Konzepte sind ganz schön kompliziert und genau ausgeklügelt.

So funktioniert diese Hybridwärmepumpe:

Im Sommer kommt das Warmwasser alleine aus der Solarthermie-Anlage, die in gewissen Grenzen im Winter auch die Heizung unterstützt. Überschüssige Wärme aus der Solarthermie kann im Energiespeicher eine Weile verlustarm aufbewahrt und über das Zuluft-Energiemodul der Hybridwärmepumpe zugeführt werden.

Diese Speicherung funktioniert nicht über Wochen und Monate, aber immerhin über Tage. Vor allem im Herbst und Frühjahr reicht der Unterschied zwischen Tag- und Nachttemperaturen aus.

Auch diese Anlage kommt ohne fossile Energieträger aus. Sie hat eine Jahresarbeitszahl von etwas über 4, was immer noch sehr gut ist. Die Amortisation kann (abhängig von der Gebäudegröße) etwa sieben bis acht Jahre länger dauern als bei einer Gas-Brennwertheizung mit Solarthermie. Lassen Sie also gut berechnen, ob sich diese Variante für Sie lohnt.

3.6. Hybrid-Wärmepumpe mit Holzheizung

Generell ist es auch möglich, eine Wärmepumpe mit einer Scheitholz- oder Pelletheizung zu verbinden. Allerdings gibt es einige Punkte, die Sie dabei beachten sollten:

  • Eine Pelletheizung ist teuer in der Anschaffung und kostet viel Platz für die Lagerung des Brennstoffs. Diese Faktoren sollten Sie mit bedenken.
  • Und ein Scheitholzkessel braucht lange, um die Räume wirklich zu erwärmen. Es gibt also eine Übergangszeit, in der Sie es vielleicht nicht so warm haben, wie Sie es gewohnt sind.

Deshalb wird diese Kombilösung bisher nur selten eingesetzt.

4. Welche Hybrid-Wärmepumpe ist die richtige für mich?

Welche Art der Hybrid-Wärmepumpe für Ihr Haus optimal ist, hängt von vielen Faktoren ab, zum Beispiel von diesen:

  • Wie hoch ist Ihr Wärmebedarf und wie gut ist das Haus gedämmt?
  • Welche Umgebungswärme für die Hybrid-Wärmepumpe ist erwartbar?
  • Welche Möglichkeiten bietet das Grundstück zum Beispiel im Bezug auf Erdbohrungen oder Grundwassernutzung?
  • Ist das Dach für eine Solaranlage geeignet und wie viel Ertrag kann diese bringen?
  • Besteht schon eine Heizungslösung, die mit integriert werden soll?
  • Welche Aspekte sind Ihnen bei der Planung besonders wichtig? Legen Sie mehr Wert auf Umweltschutz, auf Wirtschaftlichkeit oder auf Unabhängigkeit von den Energieversorgern?

Diese und viele weitere Faktoren müssen berücksichtigt werden, um die perfekte Hybrid-Wärmepumpe für Sie zu finden. Lassen Sie sich deshalb von einer Fachfirma gut beraten, bevor Sie sich für ein Modell entscheiden!

Geschrieben von: Jascha Schmitz , 03. Dezember 2020


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