Die patentrechtlich geschützte Hybrid-Wärmepumpe kann Wärme aus der Umgebungsluft, den Solarkollektoren, und der Erdwärme (Geothermie) herausziehen. Die Wärme wird dann zur Trinkwassererwärmung und zur Beheizung des Gebäudes genutzt. Eine entsprechende Regelung entscheidet, welches Medium gerade die günstigste Wärme liefert.

3 Wärmequellen
Quelle: BEHRMANN Energiesysteme GmbH
Hybrid-Wärmepumpe - Innenmodell
Quelle: BEHRMANN Energiesysteme GmbH
Die Leistung einer Wärmepumpe ist sehr stark von Temperatur-differenzen abhängig. Wenn man z. B. mit der Hybridwärme-gewinnung statt -13 °C Außenluft die Erdwärme von + 2°C genutzt werden kann, wird eine 1,8 fache Leistung bei gleichem Stromaufwand erreicht.
So können z. B. mit 3,35 KW Stromaufwand folgende verschiedene Leistungen erzeugt werden:
Temperatur - Medium
KW - Wärmeleistung
.
 
Eine normale Nutzung der Solarwärme ist erst ab 45 °C möglich. Mit der Hybrid-WP können die Kollektoren bis - 5 °C genutzt werden. dadurch verbessert sich die Effektivität der Anlagen.
 
 
Schaltschema - Solarnutzung-Trinkwassererwärmung
Quelle: BEHRMANN Energiesysteme GmbH
Hybrid Wärmepumpe - BEHRMANN Energiesysteme GmbH
Hybrid-Wärmepumpe - KuK-Energietechnik GmbH

Quelle: Elcotherm AG

Bivalenzpunkt / Dimensionierungspunkt
Bei der Auslegung einer Luftwärmepumpe wird der Bivalenzpunkt (Dimensionierungspunkt) festgelegt, da mit dem Absinken der Außentemperaturen die Heizlast des Gebäudes steigt und die Wärmepumpenleistung geringer wird. Je nach der Heizlast des Hauses liegt dieser Punkt im Temperaturbereich zwischen -4 °C und -8 °C. Ab dieser Temperatur ist ein effizienter Betrieb einer Luftwärmepumpe nicht mehr möglich. Deshalb werden solche Anlagen als bivalente Heizung (Hybrid-Heizung) betrieben. Hier gibt es die verschiedensten Kombinationsmöglichkeiten (Öl, Gas, Holz, Solar, Geothermie, Mini-KWK, Kleinwind-kraftanlage).

Unter bestimmten Bedingungen kann ein Heizstab die fehlende Wärme liefern. Ob der Einsatz einer direkten Stromheizung (Trinkwassererwärmung) sinnvoll ist, muss der Fachplaner vor Ort nach den Gewohnheiten des Betreibers ermitteln.

 

Bei einer monoenergetisch betriebenen Luft-Wasser-Wärmepumpe wird der Heizbedarf bis zum Bivalenzpunkt gedeckt. Darunter wird eine Zusatzheizung notwendig. Hier kann ein Heizstab oder auch ein noch vorhandener Wärmeerzeuger (Gasgerät, Ölkessel, Festbrennstoffkessel) eingesetzt werden. Bei einem bivalenten Betrieb wird besonders bei höheren Systemtemperaturen der Bivalenzpunkt höher angesetzt.

Der Deckungsanteil der Wärmepumpe sollte  möglichst hoch sein, damit die Betriebskosten möglichst gering sind und die Jahresarbeitszahl möglichst hoch ist. In der Regel sind die Anzahl der Tage mit Außentemperaturen unter -5 °C sehr gering und deshalb wird der Bivalenzpunkt um diese Temperatur festgelegt bzw. ermittelt. So ist dann z. B. der Anteil der Zusatzheizung bei -10 °C AT ca. 1 % und bei -16 °C ca. 4 % der gesamten Wärmemenge.
Deckungsanteil der Wärmepumpe ( % )
Klimazone / Auslegungstemperatur
( °C )
Bivalenzpunkt / Dimensionierungspunkt ( °C )
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
-10
100
100
100
100
100
99
99
99
99
98
98
97
96
94
92
90
87
84
81
-12
100
100
100
99
99
99
99
98
98
97
96
95
93
90
88
86
83
80
77
-14
100
100
99
98
98
98
98
97
97
96
94
92
90
88
85
82
79
75
72
-16
99
99
98
98
97
97
97
96
95
94
92
90
87
84
81
78
74
71
67
 
Betriebskosten für Wärmepumpen - Glen Dimplex Deutschland GmbH
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