Hybrid Wärmepumpe: Übersicht über Kombinationen und Produkte

Hybrid-Systeme aus Gas-Brennwertheizungen und Luft/Wasser-Wärmepumpen sind eine der am meisten nachgefragtesten Wärmepumpenanlagen für Neu- als auch Altbauten. Die Hybrid-Wärmepumpe besteht dabei aus einem Gas-Brennwertgerät und einer Split-Luft/Wasser-Wärmepumpe oder Monobloc-Luft/Wasser-Wärmepumpe, die häufig mit einem Inverter-Verdichter ausgestattet ist, um eine stufenlose Leistungsmodulation und damit hohe Jahresarbeitszahl der Luftwärmepumpe zu erreichen.

Die Leistungszahl (COP) der Gas-Brennwert-Luftwärmepumpen-Kombinationen betragen meistens zwischen 3,5 und 4 und sind in der Regel für Einfamilienhäuser mit einer Leistung ab 3 kW erhältlich.

Die Regelung der hybriden Luft-Gas-Wärmepumpe erfolgt dabei entweder über den Bivalenzpunkt bzw. die Außentemperatur, sodass der Wärmepumpen-Gas-Hybrid kostenoptimiert betrieben werden kann.

• Bei sehr niedrigen Außentemperaturen versorgt das Gas-Brennwertgerät dann die Heizung und die Wärmepumpe bleibt ausgeschaltet.
• Bei höheren Außentemperaturen sind sowohl das Gas-Brennwertgerät als auch die Wärmepumpe in Betrieb.
• Bei Außentemperaturen, die das Erreichen der voreingestellten Leistungszahl sicherstellen, ist nur die Luftwärmepumpe in Betrieb.

Eine ähnliche Steuerung kann anhand der CO₂-Emissionen erfolgen, sodass die Hybrid-Wärmepumpe so klimafreundlich wie möglich betrieben werden kann.

Die Hybridkombination einer Wärmepumpe mit einer Solarwärmeanlage zielt in erster Linie auf die Steigerung der Energieeffizienz und der Umweltfreundlichkeit ab, da die Solarthermie im Sommer und den Übergangsmonaten die Wärmepumpe mit CO2-freier Wärme unterstützt.

In wirtschaftlicher Hinsicht ist eine Solar-Hybrid Wärmepumpe mit einigen Einschränkungen verbunden: Kombiniert man eine Solarthermie-Anlage mit einer Erdwärmepumpe oder einer Luftwärmepumpe, so verringert das die Betriebsdauer der Wärmepumpe. Dies hat zwar den Vorteil, dass auch die Wärmepumpe einen geringeren Verschleiß aufweist, jedoch verlängert sich insbesondere bei einem Erdwärmepumpen-Hybrid und der hohen Investitionskosten die Amortisationsdauer.

Bei einer Kombination einer Luftwärmepumpe mit einer Solaranlage kann sich hingegen die Jahresarbeitszahl verschlechtern, da die Luftwärmepumpe gerade in Monaten mit hohen Außenlufttemperaturen sehr effizient läuft und diese Wärmeproduktion nun vorrangig von der Solarthermie-Anlage abgedeckt wird.

Ein zusätzlicher Nutzen einer Hybrid-Solarwärmepumpe kann jedoch geschaffen werden, wenn die im Sommer von der Solarthermie-Anlage erzeugte überschüssige Solarwärme nicht ungenutzt verbleibt, sondern bei einer Erdwärmepumpe in das Erdreich abgeführt wird und so zur schnelleren Regeneration des Erdwärmetauschers beiträgt. So stehen der Erdwärmepumpe zu Beginn der Heizperiode zum einen höheren Quellentemperaturen zur Verfügung, was zu einer Erhöhung der JAZ der Wärmepumpe führen kann.

Zum anderen lässt sich somit auch der Ausnutzungsgrad der Solarthermie-Anlage und damit auch deren Wirtschaftlichkeit steigern. Ein ähnlicher Effekt lässt sich zudem mit einem Eisspeichersystem erzielen.

Die Hybrid-Kombination von Wärmepumpen bietet insbesondere beim Einsatz in Altbauten und kleineren Mehrfamilienhäusern Vorteile. Insbesondere können mit Kombinationen mit Gas-, Öl- oder Holzheizungen im Vergleich zu Kaskadenschaltungen von Wärmepumpenhohe Vorlauftemperaturen im Winter wirtschaftlicher abgedeckt werden.

Dabei übernehmen hybride Erdwärmepumpen in einem bivalent-alternativen Betrieb meistens ganzjährig die Grundlast der Wärmeerzeugung und hybride Luftwärmepumpe die bivalent-parallele Wärmeerzeugung im Sommer und den Übergangsmonaten.

Hybrid-Wärmepumpen besitzen zudem den Vorteil, dass sie in Altbauten auch wirtschaftlich nachgerüstet werden können und das vorhandene Heizungssystem bestehen bleiben kann. Werden später weitere Einsparmaßnahmen umgesetzt, etwa eine Dämmung von Fassade, Kellerdecke oder Dach, kann das Heizungssystem auf den alleinigen Betrieb der Wärmepumpe umgestellt werden.

In diesem Systemzusammenhang lohnen sich auch Pellet-Hybrid-Wärmepumpen wie z. B. von GUNTAMATIC oder die BRUNNER Luft-Wasser-Wärmepumpe in Kombination mit einem wasserführenden Kamin- oder Holzbrandeinsatz, die die Vorzüge beider Heiztechniken kombinieren.

Bei gemäßigten Außen- und niedrigen Heiztemperaturen kommt dabei die Luft-Wärmepumpe zum Einsatz. Bei sehr tiefen Außentemperaturen und dementsprechend hohen Heiztemperaturen insbesondere in Altbauten mit Heizkörpern kommt dann die Pelletheizung zum Einsatz. Ein intelligentes Hybrid-Management sucht dabei automatisch den wirtschaftlichsten oder effizientesten Betrieb und legt den Bivalenzpunkt fest.