Bivalenzpunkt der Wärmepumpe gezielt auslegen

Die erste Frage lautet, bis zu welchem Zustand die Wärmepumpe die benötigte Leistung allein bereitstellen kann. Die zweite betrifft den variablen Aufwand der verfügbaren Erzeuger unter den tatsächlichen Bedingungen. Die dritte lautet, wann und wie die Regelung den ergänzenden Erzeuger anfordert. Diese Fragen hängen zusammen, sind aber nicht identisch. Eine Anlage kann ausreichend Wärmepumpenleistung besitzen und trotzdem aus einer bewusst gewählten wirtschaftlichen Strategie umschalten.

Umgekehrt kann die Wärmepumpe energetisch günstig arbeiten, aber eine Lastlücke besitzen, die ergänzt werden muss. Eine allein auf Energiepreise gestützte Umschaltung garantiert daher keine ausreichende Versorgung. Die Regelung benötigt ein zu Leistungskennfeld und Gebäude passendes Konzept. Dokumentieren Sie, welche Frage ein Parameter beantwortet. Eine Menübezeichnung wie Bivalenztemperatur erklärt ohne Funktionsbeschreibung noch nicht, ob damit Unterstützung, Abschaltung oder eine zusätzliche Freigabebedingung gemeint ist.

Die Produktgruppe Wärmepumpen zeigt den Systemkontext. Für die Gerätedaten dient A7/W35 und A−7/W55: Wärmepumpen-Datenblätter lesen . Die verlinkte Viessmann-Quelle erläutert verschiedene Betriebsweisen. Für die konkrete Ausführung bleibt das jeweilige Herstellerschema maßgeblich. Die technische Begrifflichkeit sollte mit der tatsächlichen Kombination übereinstimmen, statt eine allgemeine Temperaturzahl aus einer anderen Regelung zu übernehmen und damit unterschiedliche Aufgaben unbemerkt gleichzusetzen.

Eine alleinige Wärmepumpenversorgung wird üblicherweise monovalent betrachtet. Kommt eine elektrische Widerstandsheizung als Ergänzung hinzu, wird häufig von monoenergetischem Betrieb gesprochen, weil beide mit Strom arbeiten. Eine Kombination mit einem weiteren Energieträger wird entsprechend anders eingeordnet. In der Praxis werden Begriffe teilweise verkürzt verwendet. Halten Sie deshalb unabhängig vom Namen fest, welche Erzeuger tatsächlich vorhanden sind und wie sie zusammenarbeiten sollen.

Bei paralleler Unterstützung kann die Wärmepumpe weiterlaufen, während ein anderer Erzeuger zusätzliche Leistung liefert. Bei alternativer Umschaltung übernimmt der zweite Erzeuger den vorgesehenen Betrieb. Teilparallele Konzepte kombinieren solche Zustände nach den freigegebenen Regeln. Diese Unterscheidung beeinflusst Hydraulik, Regelung und verfügbare Leistung. Ein zweiter Wärmeerzeuger auf dem Plan beweist noch nicht, dass beide unter allen Bedingungen gleichzeitig wirksam liefern können oder sollen.

Auch die Warmwasserbereitung kann eine eigene Strategie besitzen. Ein für Raumheizung festgelegter Umschaltpunkt gilt nicht automatisch für jeden Speicherzustand. Prüfen Sie die Zuständigkeit der Parameter. Wenn mehrere Funktionen denselben Zusatzwärmeerzeuger anfordern können, sollten ihre Bedingungen getrennt dokumentiert sein. Der Beitrag Heizstab der Wärmepumpe: Betrieb gezielt prüfen hilft, einen tatsächlichen elektrischen Zusatzeinsatz seiner Betriebsart zuzuordnen und nicht allein aus der Außentemperatur zu erklären.

Die Gebäudelast verändert sich mit Wetter und gewünschtem Innenzustand. Die verfügbare Wärmepumpenleistung hängt ebenfalls von Quell- und Wassertemperatur sowie Gerätemodus ab. Ein sinnvoller Vergleich verwendet zusammenpassende Bedingungen. Ein Nennwert bei mildem Wetter und niedrigem Vorlauf darf nicht als unveränderte Frostleistung angesetzt werden. Ebenso muss eine Begrenzung im leisen Nachtmodus berücksichtigt werden, wenn dieser Modus im relevanten Zustand tatsächlich vorgesehen ist.

Ein frei gewähltes vereinfachtes Beispiel: Die Lastlinie eines Gebäudes wird für eine Illustration mit 0 kW bei 15 °C außen und 8 kW bei −10 °C angesetzt. Dazwischen werde sie linear angenommen. Eine ebenfalls nur angenommene konstante Wärmepumpenleistung von 6 kW würde die Last dann rechnerisch bei ungefähr −3,75 °C schneiden. Diese Temperatur ist keine Empfehlung. Reale Gebäudelast und Geräteleistung sind genauer und mit passenden Randbedingungen zu bewerten.

Das Beispiel zeigt, welche Daten benötigt werden. Ändert sich die Wärmepumpenleistung mit der Temperatur, verändert sich der Schnittpunkt. Benötigt das Gebäude einen höheren Vorlauf, gelten andere Gerätedaten. Der Beitrag Raumweise Heizlast oder Energieausweis? erklärt die Lastgrundlage. Ein Jahresverbrauch allein legt den Punkt nicht eindeutig fest. Die Planung muss die zeitliche und leistungsbezogene Aufgabe beschreiben und eine mögliche Ergänzung für die verbleibende Last nachvollziehbar dimensionieren.

Unterhalb des betrachteten Schnittpunkts ist nicht automatisch die gesamte Gebäudelast durch den Zusatzwärmeerzeuger zu übernehmen. Bei parallelem Konzept kann die Wärmepumpe weiter einen großen Anteil liefern. Entscheidend ist die Differenz der Leistungen und deren Verlauf. Eine pauschale Abschaltung der Wärmepumpe kann dann eine andere Energieaufteilung erzeugen als geplant. Die Betriebsweise muss deshalb bereits bei der Auslegung und nicht erst nach der Montage eindeutig festgelegt sein.

Auch die Zahl der betroffenen Stunden beeinflusst die Energiemenge. Eine hohe Ergänzungsleistung für wenige Stunden kann anders wirken als eine kleinere Differenz über lange Zeit. Für eine Jahresbewertung sind deshalb geeignete Wetter- und Lastannahmen erforderlich. Ein einzelner Frostpunkt beschreibt die Spitzenaufgabe, nicht automatisch den Jahresanteil des zweiten Erzeugers. Kennzeichnen Sie, ob eine angegebene Prozentzahl aus Messung, Simulation oder nur einer groben Annahme stammt.

Ein frei gewähltes Beispiel: Eine durchschnittliche zusätzliche Leistung von 2 kW über 100 Stunden entspricht 200 kWh Wärme. Dieselben 2 kW über 800 Stunden ergeben 1.600 kWh. Die notwendige Maximalleistung kann gleich sein, der Jahresbeitrag jedoch deutlich verschieden. Diese einfache Rechnung ist kein Klimamodell. Sie verdeutlicht nur, warum eine Temperaturfreigabe ohne Stunden- und Leistungsbezug keine vollständige Aussage über den späteren Zusatzenergiebedarf erlaubt.

Für einen einfachen variablen Kostenvergleich kann der Strompreis durch die jeweilige Arbeitszahl geteilt werden. Beim zweiten Erzeuger muss der Energiepreis mit dessen nutzbarer Effizienz verknüpft werden. Verwenden Sie dafür konkrete Vertragsdaten und passende Betriebswerte. Investition, Grundpreise und weitere feste Kosten sind in einer solchen Momentbetrachtung nicht automatisch enthalten. Die Rechnung beantwortet deshalb eine begrenzte Frage und ist keine vollständige Wirtschaftlichkeitsbewertung des Systems.

Nehmen wir frei gewählte 0,30 Euro je kWh Strom und 0,10 Euro je kWh eines Brennstoffs bei angenommener nutzbarer Effizienz von 0,90 an. Die variable Brennstoffwärme läge vereinfacht bei rund 0,111 Euro je kWh. Eine Wärmepumpe erreichte diesen Wert bei einer Arbeitszahl von etwa 2,7. Diese Zahlen sind keine aktuellen Preise. Sie dienen nur der Rechnung. Der reale relevante Effizienzwert hängt vom Betriebspunkt und der gewählten Bilanzgrenze ab.

Die gefundene wirtschaftliche Schwelle ist noch keine feste Außentemperatur. Dafür wäre zu prüfen, bei welchen tatsächlichen Bedingungen die Anlage den entsprechenden Aufwand besitzt. Warmwasser, Hilfsenergie und Regelungszustände können mitwirken. Der Beitrag COP, SCOP und JAZ: Wärmepumpenwerte vergleichen erläutert diese Kennwertgrenzen. Eine veröffentlichte Jahresarbeitszahl darf nicht unbesehen als momentane Effizienz jedes Winterzustands in die Umschaltentscheidung eingesetzt werden. Ebenso wenig bleibt eine einmalige Tarifannahme zwangsläufig über Jahre unverändert.

Die Regelung kann zusätzliche Bedingungen verwenden, etwa Temperaturabweichung, Wartezeit oder eine vorgesehene Priorität. Eine Freigabe bedeutet deshalb nicht zwangsläufig sofortige volle Zusatzleistung. Lesen Sie die genaue Funktionsbeschreibung und beobachten Sie den Status. Ein Heizstab, der bei milder Witterung läuft, kann beispielsweise eine andere Aufgabe als die Raumheizungs-Spitzenlast erfüllen. Ohne Zuordnung ist die Schlussfolgerung, der Bivalenzpunkt sei falsch, voreilig und möglicherweise technisch unzutreffend.

Dokumentieren Sie Ausgangswerte und Gründe für Änderungen. Bei einer Hybridanlage muss klar sein, welcher Regler welche Erzeuger anfordert und wie sie hydraulisch eingebunden sind. Der Beitrag Heizkörper und Fußbodenheizung: Heizkreise planen zeigt, wie mehrere Temperaturanforderungen zusammenwirken können. Ein ungünstig hoher Heizkreisbedarf kann die Erzeugerstrategie beeinflussen. Vor einer Änderung der Umschaltung sollte deshalb auch geprüft werden, ob dieses Temperaturniveau wirklich erforderlich ist und korrekt entsteht.

Wenn die Räume bei kaltem Wetter nicht ausreichend versorgt werden, ist die Ergänzung nicht pauschal weiter zu sperren. Es kann eine reale Lastlücke oder eine andere Störung vorliegen. Der Fachbetrieb muss Leistung, Wärmeverteilung und Regelung gemeinsam prüfen. Umgekehrt ist ein unnötig früher dauerhafter Zusatzeinsatz ein sinnvoller Anlass für eine gezielte Untersuchung. Die richtige Maßnahme folgt dem tatsächlichen Verlauf und den dokumentierten Bedingungen, nicht einer allgemeinen Vorliebe für möglichst niedrige Freigabetemperaturen.

Nach einer Dämmmaßnahme oder einem Heizflächentausch sollte die frühere Festlegung erneut geprüft werden. Eine geänderte Last oder niedrigere erforderliche Wassertemperatur kann den sinnvollen Arbeitsbereich verschieben. Bewahren Sie die frühere Berechnung auf und dokumentieren Sie den neuen Zustand. So lässt sich eine spätere Verbrauchsänderung mit den tatsächlich veränderten Voraussetzungen verbinden, statt sie allein einer einzelnen Reglerkorrektur zuzuschreiben.