Hybridheizungen: Effizienz hoch, Emissionen runter

Nordische Kombination im Heizungskeller

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Jahreszeitliche Betriebsweise von heizungsunterstützenden Hybridanlagen
Berlin, 28.04.2020
Hybridheizungen kombinieren mindestens zwei verschiedene Systeme zu einer Gesamtanlage. Die Vorteile dabei sind die Steigerung von Effizienz, Flexibilität und Betriebssicherheit sowie die Senkung von Emissionen. Immer mehr Planer und Handwerker setzen deshalb zur Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser auf kombinierte Systeme.

Verbindung zweier Systeme – Stärken nutzen!

Es ist eine ganz einfache Rechnung: Werden zwei Heizungsanlagen kombiniert, die jeweils den Wärmebedarf des zu beheizenden Gebäudes zu jeder Zeit auch allein decken könnten, steigert das die Effizienz sowie die Flexibilität bei der Brennstoffwahl. Das System, das zur jeweiligen Jahreszeit am besten arbeitet, sorgt automatisch für die Wärme. Relevant sind dabei Außentemperatur, Witterung sowie der momentane Wärmebedarf. Natürlich kann der Betreiber der Hybridanlage jederzeit eingreifen, beispielsweise wenn ein niedriger Preis einen bestimmten Brennstoff für die Wärmeversorgung nahelegt. Interessant ist dies unter anderem für Wärmelieferanten. Klar ist aber auch, dass die Investitionskosten für Hybridsystemen im Vergleich zu einzelnen Heizsysteme deutlich höher sind. Doch der Staat unterstützt auch kombinierte Systeme mit den gleichen prozentualen Fördersätzen wie erneuerbare Einzelheizungen. Zudem führt die höhere Effizienz bei der Kombination im Laufe der Zeit zur Brennstoffeinsparung und senkt damit die variablen Kosten und zusätzlich auch die Emissionen.

Welche Kombinationen gibt es?

Hauptsächlich werden heizungsunterstützende Hybridanlagen und Hybridheizungen bestehend aus mindestens zwei vollwertigen Systemen unterschieden. Es sind aber auch Anlagen mit drei oder mehr Heizsystemen möglich.

Heizungsunterstützende Hybridanlagen Pelletfeuerung mit Solarthermieanlage

Bei der Kombination mit Holzpelletheizung oder -kaminofen wirkt die Solarthermieanlage unterstützend und arbeitet dem Pelletkessel bei der Erzeugung von Warmwasser zu. Dabei muss in jedem Fall ein Pufferspeicher als hydraulische Weiche zwischen den beiden Systemen genutzt werden, alleine schon deshalb, weil die Anlage ansonsten nach den BAFA-Förderrichtlinien (Marktanreizprogramm) nicht förderfähig ist. Hier ist die richtige Einbindung zur Nutzung des maximalen Puffervolumens wichtig. In der Regel füllt der Kessel während der Heizperiode das gesamte Puffervolumen mit Wärme und die Solarthermieanlage wird heizungsunterstützend betrieben. Der Pelletkessel arbeitet in der kalten Jahreszeit besonders effizient, dank hohem Wärmebedarf, der ineffiziente Start- und Stoppvorgänge reduziert. Außerhalb der Heizperiode kann die Solarthermieanlage normalerweise den Wärmebedarf alleine bereitstellen. Der Pelletkessel verbraucht dann nicht unnötig zusätzliche Energie. Bei Gebäuden mit niedrigem Wärmebedarf (Passivhäuser) funktioniert diese Variante auch mit einem wasserführenden Pelletkaminofen als Hauptwärmelieferant.
Pelletfeuerung mit Warmwasser-Wärmepumpe Auch mit einer Warmwasser-Wärmepumpe lässt sich eine Pelletheizung oder ein wassergeführter Pelletkaminofen kombinieren. Beide Systeme kommen dann bei der Warmwasserbereitung gleichermaßen zum Einsatz. Im Sommer und teilweise in den Übergangsmonaten übernimmt dann die Wärmepumpe die Bereitstellung des Warmwassers. Im Winter und teilweise in den Übergangsmonaten arbeitet die Pelletfeuerung effizient.
Hybridanlage bestehend aus Holzpellet- und Gaskessel mit zwei Pufferspeichern zur Abfederung schwankender Wärmebedarfe. - Quelle: Bild: Hoval GmbH

Zwei vollwertige Heizsysteme als Hybridlösung

Bei größeren Gebäuden mit entsprechendem Wärmebedarf bieten sich zwei vollwertige Heizsysteme als Hybridlösung an. Die Kombination erhöht die Betriebssicherheit, da jedes System für sich den Wärmebedarf auch alleine decken könnte. Insbesondere Krankenhäuser, Schulen, Kitas, Seniorenheime und Wohnhäuser, die rund um die Uhr auf eine verlässliche Wärmeversorgung angewiesen sind, nutzen dies. Auch Wartungsarbeiten können beim Betrieb mit zwei Systemen jederzeit eingeschoben werden, ohne die Wärmeversorgung zu unterbrechen.
Pelletkessel und Luft-Wasser-Wärmepumpe Für diese Variante gibt es zwei Arten zur Umsetzung. Entweder wird der Pelletkessel oder die Wärmepumpe zur Deckung der Grundlast betrieben. An besonders kalten Tagen bietet es sich an, auf Holzpellets zu setzen, da die Effizienz der Wärmepumpe abhängig von der Außentemperatur ist und bei sehr niedrigen Außentemperaturen nicht effizient genug arbeitet. Wird die Wärmepumpe im Grundlastbereich betrieben, schaltet sich der Pelletkessel für die Nacherwärmung des Pufferspeichers oder Heizungsvorlaufs zu – je nach Bedarf.
Pellet- und Gasheizung Gebäude, bei denen bisher allein auf einen Gaskessel gesetzt wurde, können zur Erhöhung des erneuerbaren Wärmeanteils um einen Pelletkessel ergänzt werden. Der Pelletkessel übernimmt dann in der Regel die Grundlast mit bis zu 90 Prozent des jährlichen Wärmebedarfs. Bei besonders hohe Spitzen- und Wärmelasten unterhalb des Teillastbereichs – kleiner 30 Prozent der Nennwärmeleistung des Kessels – kommt dann der Gaskessel ins Spiel. Dieses System hat den Vorteil, dass Pufferspeicher und Pelletkessel kleiner ausgelegt werden können. Der Pelletkessel deckt fast den kompletten durchschnittlichen Wärmebedarf über das Jahr hinweg – also den Großteil der gesamten Wärmeversorgung.
Autor: Kevin Spieker; Referent Feuerungstechnik, Deutsches Pelletinstitut (DEPI)

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