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Hybridheizung: Sinnvolle Kombinationen effizienter Wärmeerzeuger im Überblick

Was ist eine Hybridheizung? Welche Wärmeerzeuger lassen sich zu einer hybriden Heizung kombinieren? Was muss ich beim Heizbetrieb eines solchen Hybrids beachten?

Mit der modernen Technologie von Hybridheizgeräten sind Verbraucher ab jetzt nicht mehr an eine Energiequelle gefesselt, sondern können stets die preiswertere Wärmebereitstellungslösung wählen. So kombinieren diese Zwillingsanlagen auf kleinem Raum in der Regel wahlweise eine Öl- oder Gasbrennwertheizung mit einer Solarthermieanlage und/ oder einer regenerativen Luft-Wasser-Wärmepumpe. Intelligente Hybridheizungen sind damit wartungsarme und langlebige Wärmelieferanten für Modernisierer, die neben ihrem gewohnten Brennstoff auch eine regenerative Option haben möchten, um zukunftssicher aufgestellt zu sein. Dazu können vorkonfektionierte Hybridheizungen eingesetzt oder bestehende Gas- und Öl-Brennwertheizungen individuell nachgerüstet werden.

Wir erklären Ihnen in diesem Artikel vor, welche Wärmeerzeuger sich sinnvoll zu einer hybrid betriebenen Heizung vereinen lassen und warum. Sie erfahren dabei, auf welche Komponenten es ankommt und welche Vorteile eine Hybridheizung Ihnen bringt.

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Begriffserklärung: Was versteht man unter einer Hybridheizung?

Hybrid-Heizungssysteme stehen für die energiesparende Kombination verschiedener Wärmequellen. Sie sind hocheffizient und flexibel erweiterbar. Zentraler Bestandteil des Systems ist ein Warmwasserspeicher, in den verschiedene Heiztechnologien Wärme einspeisen. Die Hybridheizung wird im Neubau, bei der Sanierung und der Erweiterung bestehender Heizungsanlagen eingesetzt.

Das Wort „Hybrid“, sowohl als Substantiv als auch als Adjektiv gebräuchlich, bezeichnet etwas, das gebündelt, gekreuzt oder vermischt ist. In der Technik versteht man darunter ein System, das zwei oder mehr Technologien miteinander kombiniert. Wobei jede einzelne Technik für sich bereits etwas funktional Ganzes darstellt, also auch allein genutzt funktioniert – und nicht erst in der Kombination mit der zweiten Technik. Allerdings bringt die Kombination zweier selbstständiger Techniken neue Eigenschaften des Gesamtsystems.

Im Bereich Heizung, Heizungsanlagen, Heizungstechnik spricht man von einem hybriden System, also einer Hybridheizung, immer dann, wenn mehrere Energiequellen, hier: Wärmequellen beziehungswiese Wärmeerzeuger, zu einer Gesamtheizungsanlage vereint werden. Dabei lassen sich die unterschiedlichsten Wärmeerzeuger miteinander kombinieren, zum Beispiel: 

Neben der Kombination von zwei Wärmeerzeugern, gibt es immer häufiger auch Kombinationen von drei Erzeugern:

  • Gasbrennwertheizung plus Solaranlage plus Kaminofen mit Wassertasche
  • Luftwärmepumpe plus Solaranlage plus Kaminofen
Schematische Darstellung einer hybriden Heizung, die verschiedene Wärmequellen und erneuerbare Energien koppelt. (Grafik: Institut für Wärme und Oeltechnik)
Schematische Darstellung einer hybriden Heizung, die verschiedene Wärmequellen und erneuerbare Energien koppelt. (Grafik: Institut für Wärme und Oeltechnik)

Solche hybriden Kombinationen können sowohl durch jeweils einzelne Kombinationen von selbstständig funktionierenden Geräten sein, als auch innerhalb eines Gerätes zusammengefasst werden. Hier sind folgende Hybridgeräte populär:

Letztlich werden heutzutage auch Power-to-Heat-Anwendungen zu den hybriden Heizungen gezählt. Im kleinen bis mittleren Bereich sind dies vorwiegend hybride Kombinationen mit Photovoltaikanlagen, deren Strom zur Versorgung von elektrischen Heizgeräten wie der Wärmepumpe, aber auch einfachen Elektroboilern genutzt wird.

Hybride Betriebsweisen kurz erklärt

Grundsätzlich unterscheidet man im Fachjargon drei unterschiedliche hybride Betriebsweisen:

Bivalent-alternativ: Unter einer bivalent-alternativen Betriebsweise versteht man eine Hybridheizung, bei der jeweils nur ein Wärmeerzeuger entsprechend der Heizanforderungen im Einsatz ist. Die Hybridkombination richtet sich dabei nach den Heizanforderungen.

Bivalent-parallel: Bei einem bivalent-parallelen Betrieb sind beide Wärmeerzeuger ab einer bestimmten Außentemperatur (Bivalenzpunkt) gemeinsam in Betrieb. Dies ist dann der typische Fall, bei dem man von einer Grund- und Spitzenlast spricht. Die Grundlast hat dann häufig einen Jahresdeckungsanteil von rund 80%, während die Spitzenlast nur rund 20% im Jahr zum Einsatz kommt. Je nach Umfang der Spitzenlast, kann diese jedoch einen deutlich höheren Anteil an der Jahresheizarbeit einnehmen.

Bivalent-teilparallel: Ein bivalent-teilparalleler Betrieb bedeutet, dass bis zu einer bestimmten Außentemperatur bzw. Heizlast bei Wärmeerzeuger gemeinsam in Betrieb sind. Steigt die Heizlast an, so ist nur noch ein Wärmerezeuger im Einsatz.

Werden drei Wärmeerzeuger miteinander kombiniert, so spricht man hier von trivalent, bei mehr als drei Wärmeerzeugern von multivalent.

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Regelung und Steuerung von Hybridheizungen

Hydraulische Regelung

Der Pufferspeicher, auch Wärmespeicher oder Warmwasserspeicher genannt, spielt innerhalb einer Hybridheizung eine systemtragende Rolle: Er nimmt die von allen Wärmeerzeugern der Hybridheizung gelieferte Wärme zentral an einer Stelle in der Heizungsanlage auf und lagert sie zwischen. Vom Pufferspeicher aus wird der warme Vorlauf über den Heizkreislauf an die Heizkörper im Haushalt geliefert.

Wer sich also die Option offenhalten möchte, weitere Wärmerzeuger, insbesondere solche, die Wärme aus erneuerbaren Energiequellen erzeugen, in seine Heizungsanlage zu integrieren, der sollte von Anfang an einen entsprechend dimensionierten Pufferspeicher installieren. Ein Fachmann kann Ihnen anhand der individuellen Bedingungen und Wünsche bei der Entscheidung für einen passenden Pufferspeicher helfen, zum Beispiel ein sogenannter Schichtenspeicher oder ein Pufferspeicher mit Frischwasserstation.

Heizungssteuerung

Um die Vorteile der vorgenannten Kombinationen voll auszuspielen, kommt es vor Allem auf ihre intelligente Verknüpfung mittels einer Heizungssteuerung an. Insbesondere bei der Hybrid-Kombination von Gas- aber auch Ölbrennwertheizungen und Luftwärmepumpen innerhalb eines Gerätes wird die Sinnhaftigkeit einer solchen Heizungssteuerung deutlich.

Bei diesen Hybridgeräten können i.d.R. drei Betriebsweisen gewählt werden: 

  • Im CO2- bzw. energetisch optimierten Betrieb wird möglichst viel Kohlendioxid eingespart.
  • Beim kostenoptimierten Betrieb wird das Modul mit dem aktuell günstigeren Energieträger genutzt.
  • Bei der temperaturgeregelten Betriebsart arbeitet je nach Außentemperatur das Brennwertgerät oder die Wärmepumpe

Mit der Kombination aus Luft/Wasser-Wärmepumpe und einer modernen Öl- bzw. Gas-Brennwerttherme und, wenn vorhanden, Überschussstrom aus einer Photovoltaik-Anlage, kann der Hausbesitzer dann stets die für ihn sparsamste, wirtschaftlichste oder umweltfreundlichste Heizlösung wählen. Die automatische Steuerung entscheidet dann selbst, wann die Hybridheizung welchen Energieträger nutzt.

Die Viessmann Hybridheizungen Vitocaldens 222-F und Vitolacaldens 222-F verfügen über den Hybrid Pro Control-Energiemanager, der automatisch die günstigste und effizienteste Betriebsweise auswählt. (Foto: Viessmann, Allendorf)
Die Viessmann Hybridheizungen Vitocaldens 222-F und Vitolacaldens 222-F verfügen über den Hybrid Pro Control-Energiemanager, der automatisch die günstigste und effizienteste Betriebsweise auswählt. (Foto: Viessmann, Allendorf)

Überblick über beliebte Gas-Hybridheizung-Kombinationen

Gasheizungen sind die in Deutschland am meisten verbreiteten Heizungssysteme. Da die Versorgungslage mit Gas hierzulande recht flächendeckend ist und Gas auch gegenüber Öl den einen oder anderen Vorteil bringt, soll im Folgenden aufgezeigt werden, wie Sie eine Gas-Hybrid-Heizung konkret realisieren können.

Als primären Wärmeerzeuger haben Sie bei einer Gas-Hybrid-Heizung bestenfalls einen modernen Gasbrennwertkessel im Einsatz. Der erfüllt die Anforderungen des EEWärmeG und belastet die Umwelt weniger als beispielsweise eine herkömmliche Ölheizung.

Gas-Hybridheizung inklusive Solar

Eine Lösung, die derzeit häufig in Neubauten installiert wird, ist die Gas-Hybridheizung mit einer Solarthermie-Anlage. Man sagt, dass letztere einem eine Heizkostenersparnis zwischen 10 und 30 Prozent bringe. Häufig bieten die Hersteller Komplettpakete an, die aus dem Heizkessel und den Solarkollektoren bestehen.

Gas-Hybridheizung inklusive Wärmepumpe

Bei dieser Lösung kombiniert man die Gasbrennwertheizung mit Luft-Wasser-Wärmepumpe (LW-WP). Die ist als bezahlbare und vor allem in den saisonalen Übergängen (Frühling, Herbst) als verlässliche Wärmequelle bekannt. Bedenken sollten Sie, dass die Wärmepumpe zum Betrieb Strom verbraucht. Wer sie mit echtem Ökostrom füttert, ist hier auch ökologisch auf der grünen Seite.

Das hybride Heizungssystem TzerraHP besteht aus einer kompakten Gasbrennwerttherme und einer Monobloc Luft-Wasser-Wärmepumpe. (Foto: Remeha GmbH)
Das hybride Heizungssystem TzerraHP besteht aus einer kompakten Gasbrennwerttherme und einer Monobloc Luft-Wasser-Wärmepumpe. (Foto: Remeha GmbH)

Experten-Tipp: In unserer Hersteller- und Produktübersicht von hybriden Gas-Brennwertgeräten mit Wärmepumpen finden Sie die aktuell am Markt verfügbaren Heizgeräte, eine kurze technische Beschreibung, sowie deren Vor- und Nachteile.

Gas-Hybridheizung inklusive Kaminofen

Der Kaminofen bringt mit seiner Wärmestrahlung vor allem heimeliges Wohlbehagen in den Haushalt. Doch gleichwohl er wie Solarthermie-Anlage oder Wärmepumpe ein Wärmeerzeuger sein kann, der zeitweise den Bedarf an Wärme des gesamten Haushalts deckt, muss man klar sagen, dass er anders als die beiden genannten Wärmeerzeuger nicht automatisch funktioniert. Sie müssen hier selbst mehr Handanlegen!

Überblick über hybride Heizungskombinationen (Grafik: energie-experten.org)
Überblick über hybride Heizungskombinationen (Grafik: energie-experten.org)

Holz-Hybridheizungen im Überblick

Wie bei Gas und Öl werden auch Holzheizungen als Hybrid-Systeme angeboten.

Pelletheizung mit PV-Strom

U.a. bietet ÖkoFEN die Pellematic Smart PV an, die Brennwerttechnik, Pufferspeicher und Solaranbindung mit einer Heizenergienutzung ("Power to Heat") überschüssigen PV-Stroms einsetzt. Diese Holzhybridheizung erhitzt mit dem PV-Strom dann per Heizstab den Pufferspeicher. Dieses Hybrid-Konzept erhöht den Eigenverbrauch von Solarstrom und reduziert die Pellet-Heizkosten.

Hybride Pellet-Solarstrom-Heizung Pellematic Smart PV (Foto: ÖkoFEN, Mickhausen)
Hybride Pellet-Solarstrom-Heizung Pellematic Smart PV (Foto: ÖkoFEN, Mickhausen)

Scheitholz-Wärmepumpen-Heizung

Die Scheitholz-Wärmepumpen-Hybridheizungen "BMK HYBRID" und "BIO HYBRID" von GUNTAMATIC kombinieren einen Scheitholz-Kessel mit Luft-Wärmepumpen-Technologie. Bei gemäßigten Außentemperaturen arbeitet die Wärmepumpe hocheffizient mit der Umgebungswärme, bei Bedarf kann mit Scheitholz zugeheizt werden. Sinken die Außentemperaturen, lässt sich mit Scheitholz die gewünschte Wärme wirtschaftlich und ökologisch erzeugen.

Scheitholz-Wärmepumpen-Hybridheizungen "BMK HYBRID" und "BIO HYBRID" (Foto: GUNTAMATIC Heiztechnik GmbH)
Scheitholz-Wärmepumpen-Hybridheizungen "BMK HYBRID" und "BIO HYBRID" (Foto: GUNTAMATIC Heiztechnik GmbH)

Überblick über alle Wärmepumpen-Hybridheizungen

Hybride Wärmepumpen sind Kombinationen aus Wärmepumpen und anderen Heizwärmeerzeugern. Hybrid Wärmepumpen bezeichnen dabei sowohl Kompaktgeräte als auch die Kombination von Einzelgeräten. Der Vorteil einer Hybrid-Wärmepumpe ist, dass die energetischen Vorzüge der eingesetzten Systeme gezielt ausgeschöpft werden können.

Unter folgendem Link finden Sie einen sehr ausführlichen Überblick über alle » Arten, Technik und Kombinationen von Hybrid-Wärmepumpen

Vorteile einer Hybridheizung

Sinn macht eine Hybridheizung vor allem dann, wenn Sie beim Heizen auf erneuerbare Energien setzen wollen.

Kombination mit erneuerbaren Energiequellen

Wer beispielsweise eine Solarwärmeanlage installiert, muss wegen deren Abhängigkeit von Sonneneinstrahlung, Wetter und Temperatur damit rechnen, dass sie auch mal weniger Ertrag einfährt, als zum Heizen von Heizwasser und Brauchwasser benötigt wird.

Auch ein wassergeführter Kaminofen ist vielleicht nicht in der Lage, den gesamten Haushalt mit Wärme zu versorgen, wenn‘s draußen knackig kalt ist. Außerdem sollte man einen Kaminofen, so er denn unter Feuer steht, immer im Auge behalten, ein längeres Fernbleiben und damit der unbeaufsichtigte Betrieb des Kaminofens birgt demzufolge eine Brandgefahr.

Abhilfe schafft in den beiden beispielhaft geschilderten Heizsituationen eine Hybridheizung: Kombiniert man nämlich die Solarthermie-Anlage und / oder den wasserführenden Kaminofen mit einem starken Wärmeerzeuger, der

a) solange nicht arbeitet, wie Solarthermie oder Kaminofen ihren Heizjob erfüllen,

b) leistungsstark genug ist, um bei einem Ausfall beziehungsweise Wegfall von Solarthermie oder Kaminofen dennoch den gesamten Haushalt zu beheizen und

c) automatisch funktioniert, 

kann man die funktionalen Vorteile aller vereinten Wärmeerzeuger genießen. Wobei als entsprechend leistungsstarker Wärmerzeuger die bereits eingangs erwähnten Öl- und Gasbrennwertheizungen ebenso in Frage kämen wie eine Wärmepumpe oder eine Pelletheizung.

Unabhängigkeit von steigenden Öl- und Gaspreisen

Eine Hybridheizung kann im Falle einer zum Beispiel Gas-Holz-Solar-Kombi dafür sorgen, dass Sie möglichst viel erneuerbare Energie verbrauchen – und den Anteil fossiler Brennstoffe möglichst gering halten. Das macht Hausbesitzer auch unabhängiger von steigenden Öl- und Gaspreisen oder politisch bedingten Versorgungsengpässen.

Modularer Aufbau

Von Vorteil ist außerdem der modulare Aufbau einer Hybridheizung. Jeder Wärmeerzeuger, der als Kombipartner in Frage kommt, ist zunächst einmal ein voll funktionstüchtiger und einsatzbereiter Einzelkämpfer, sprich: Einzelheizer. Sie können also ohne Weiteres zunächst erst den Primärwärmeerzeuger in Betrieb nehmen und diesen nach und nach mit weiteren sekundären Wärmeerzeugern wie Solaranlage und Kaminofen – um im Beispiel zu bleiben - ergänzen.

Hybridheizung mit erneuerbaren Energien ist normkonform

Für Neubauten schreibt das geltende Gesetz (EEWärmeG und EnEV) vor, dass ein Teil der Versorgung des Haushalts mit Wärme mit Hilfe erneuerbarer Energien gedeckt werden muss. Hier ist der Einsatz einer Hybridheizung quasi normkonform. Aber auch beim Modernisieren von Heizungsanlagen im Bestand greifen immer mehr Hausherren auf mehr als eine Energiequelle zurück, um ihre Heizung fit zu machen.

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"Sinnvolle Hybridheizung-Kombinationen im Überblick" wurde am 24.09.2019 das letzte Mal aktualisiert.