Bivalenzpunkt Wärmepumpe: Einfach erklärt!
Der Bivalenzpunkt beschreibt die Außentemperatur, bei der die Wärmepumpe ihre maximale Heizleistung erbringt. Sinkt die Außentemperatur weiter, muss zur Gebäudebeheizung ein zusätzlicher Wärmeerzeuger betrieben werden. Das ist bei Wärmepumpen in Neubauten jedoch selten der Fall. Erfahren Sie was der Wert eigentlich bedeutet und wie Sie Ihre Heizkosten durch optimale Einstellung senken können.
Was ist der Bivalenzpunkt einer Wärmepumpe?
Der Bivalenzpunkt gibt die Außentemperatur an, ab der eine Wärmepumpe den gesamten Heizbedarf eines Gebäudes nicht mehr alleine decken kann. Sinkt die Temperatur unter diesen Wert, wird in der Regel ein zusätzlicher Wärmeerzeuger – meist ein elektrischer Heizstab – aktiviert, um die fehlende Heizleistung auszugleichen. Dieser Parameter ist entscheidend für die Planung und den effizienten Betrieb von Wärmepumpensystemen. Je nach Betriebsweise unterscheidet man drei Arten der Bivalenz:
Die drei Betriebsarten im Überblick
Warum ist der Bivalenzpunkt so wichtig?
Der Bivalenzpunkt hat direkten Einfluss auf:
- Betriebskosten: Je niedriger der Bivalenzpunkt, desto seltener muss die meist teurere Zusatzheizung einspringen
- Umweltfreundlichkeit: Ein optimierter Bivalenzpunkt reduziert den Stromverbrauch und damit CO₂-Emissionen
- Anschaffungskosten: Eine zu groß dimensionierte Wärmepumpe ohne Bivalenzpunkt ist in der Anschaffung teurer
- Lebensdauer: Eine optimal eingestellte Wärmepumpe arbeitet effizienter und verschleißt weniger
Wie wird der Bivalenzpunkt bestimmt?
Der ideale Bivalenzpunkt ergibt sich aus einer Vielzahl von Faktoren, die in der Planung einer Wärmepumpenheizung berücksichtigt werden müssen. So spielt der Wärmebedarf des Gebäudes, der unter anderem maßgeblich von Dämmstandard und Größe abhängt, eine zentrale Rolle. Ebenso wichtig ist die zu erreichende Heizlast bei den niedrigsten Außentemperaturen. Die Leistungskurve der Wärmepumpe gibt Auskunft darüber, wie sich deren Effizienz bei variierenden Temperaturen verändert, während die Wahl der Wärmequelle – sei es Luft, Wasser oder Erdreich – weitere maßgebliche Einflussfaktoren liefert. Zudem bestimmt die Vorlauftemperatur des Heizsystems, wie effektiv die erzeugte Wärme verteilt werden kann. Schließlich beeinflussen regionale klimatische Bedingungen den gesamten Prozess maßgeblich. All diese Parameter müssen zusammen betrachtet werden, um den optimalen Bivalenzpunkt präzise zu bestimmen.
Berechnung des Bivalenzpunkts
Die Berechnung des Bivalenzpunkts erfolgt durch den Schnittpunkt der Heizlastkurve des Gebäudes und der Leistungskurve der Wärmepumpe bei verschiedenen Außentemperaturen. Der Fachmann führt diese Berechnung im Rahmen der Planung durch.
Typische Bivalenzpunkte nach Wärmepumpentyp
Grundsätzlich werden Wärmepumpen -je nach Wärmequelle- in verschiedene Typen kategorisiert. Die Art der genutzten Wärmequelle beeinflusst den Bivalenzpunkt stark:
Die Rolle des Heizstabs als Zusatzheizung
Bei den meisten Wärmepumpen dient ein elektrischer Heizstab als Zusatzheizung, der ab dem Bivalenzpunkt zugeschaltet wird. Während moderne Wärmepumpen mit einer Leistungszahl (COP) zwischen 3 und 5 arbeiten, liegt der COP eines Heizstabs bei nur 1. Das bedeutet, dass für die Erzeugung der gleichen Wärmemenge der Heizstab deutlich mehr Strom verbraucht.
Vergleich der Betriebskosten
Nehmen wir an, um eine Kilowattstunde (kWh) Wärme zu erzeugen, werden folgende Strommengen benötigt:
- Wärmepumpe (optimale Bedingungen, COP 4): ca. 0,25 kWh Strom
- Elektrischer Heizstab (COP 1): 1 kWh Strom
Bei einem Strompreis von 30 Cent pro kWh ergeben sich die folgenden Kosten:
- Wärmepumpe: 7,5 Cent pro kWh Wärme
- Heizstab: 30 Cent pro kWh Wärme
Fazit: Der Betrieb des Heizstabs ist rund viermal teurer als der Betrieb einer optimal eingestellten Wärmepumpe. Daher sollte der Bivalenzpunkt so niedrig wie wirtschaftlich sinnvoll gewählt werden, um den effizientesten Einsatz der Wärmepumpe zu gewährleisten.
Optimale Einstellung des Bivalenzpunkts
Ein zu hoch eingestellter Bivalenzpunkt führt zu unnötig hohen Betriebskosten, da die ineffiziente Zusatzheizung zu oft läuft. Ein zu niedrig eingestellter Bivalenzpunkt kann hingegen die Wärmepumpe überlasten und die Lebensdauer reduzieren.
Wärmepumpe im bivalenten Betrieb: Kosten und Wirtschaftlichkeit
Die Wirtschaftlichkeit einer Wärmepumpe hängt maßgeblich vom eingestellten Bivalenzpunkt und der Häufigkeit des Heizstabbetriebs ab. In Deutschland fallen die Temperaturen an den meisten Standorten nur an wenigen Tagen pro Jahr unter -5 °C, was ein zentraler Aspekt bei der Planung ist.
Jährliche Heizkostenersparnis durch Optimierung des Bivalenzpunkts
Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus mit einem Heizwärmebedarf von 20.000 kWh/Jahr:
Alternativen zum elektrischen Heizstab
Neben dem elektrischen Heizstab gibt es weitere Möglichkeiten für den bivalenten Betrieb:
Optimierung des Bivalenzpunkts: Praxistipps
Zur Optimierung des Bivalenzpunkts Ihrer Wärmepumpe empfiehlt es sich, verschiedene Maßnahmen zu berücksichtigen, um den Energieverbrauch zu senken und die Heizkosten zu reduzieren. Dies betrifft sowohl die Anpassung des Heizsystems als auch strukturelle Verbesserungen am Gebäude. Entscheidend ist es, durch gezielte Einstellungen und Investitionen den Wärmebedarf zu minimieren und gleichzeitig den Wärmekomfort beizubehalten.
Wichtige Maßnahmen im Überblick:
- Hydraulischer Abgleich des Heizsystems für eine gleichmäßige Wärmeverteilung
- Verringerung der Vorlauftemperatur, sofern der Wärmekomfort erhalten bleibt
- Verbesserung der Gebäudedämmung zur Reduktion des Wärmebedarfs
- Optimierung der Regelungseinstellungen durch einen Fachmann
- Installation eines größeren Pufferspeichers zur Überbrückung von Spitzenlasten
Spezialfall: Modernere Inverter-Wärmepumpen
Moderne Inverter-Wärmepumpen können ihre Leistung den Anforderungen anpassen und haben dadurch oft einen niedrigeren Bivalenzpunkt als Wärmepumpen mit fixer Leistung. Bei der Planung sollte dies berücksichtigt werden.
Fazit: Den optimalen Bivalenzpunkt finden
Der Bivalenzpunkt stellt einen maßgeblichen Faktor für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit Ihrer Wärmepumpenheizung dar. Eine fachgerechte Planung und Einstellung spart langfristig Betriebskosten und schont zudem die Umwelt. Es empfiehlt sich, den Bivalenzpunkt von einem erfahrenen Fachmann bestimmen und einstellen zu lassen und dabei einen möglichst niedrigen Wert anzustreben, ohne die Wärmepumpe zu überfordern. Zudem sollte, wenn möglich, in eine moderne Inverter-Wärmepumpe mit variabler Leistung investiert werden, um flexibel auf unterschiedliche Wärmebedarfe reagieren zu können.
Eine Kombination aus der Optimierung des Bivalenzpunkts mit weiteren energetischen Maßnahmen wie einer verbesserten Dämmung und einem hydraulischen Abgleich führt dazu, dass Ihre Wärmepumpe nicht nur effizienter arbeitet, sondern auch zu einer kostengünstigeren und umweltfreundlicheren Wärmeversorgung beiträgt.
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