Gas-Hybridheizung mit Luft-Wärmepumpe und Solarthermie

[Franz_Josef_M]

Hallo Leute, da der alte Viessmann Ölkessel für Heizung und Warmwasser in die Jahre gekommen ist, soll es eine neue Gas-Hybridheizung mit Luft-Wärmepumpe und Solarthermie werden. Aber wie sollte die Leistung der verschiedenen Geräte - auch im Verhältnis zueinander - optimal ausgelegt werden? Derzeitiger Ölverbrauch: 4.000 l/a. 1 Heizkreis für Fußbodenheizung im Wohn- und Badbereich der Hauptwohnung, 1 Heizkreis für Fußbodenheizung der Einliegerwohnung, 1 Heizkreis für Radiatoren in Schlafräumen der Hauptwohnung. Warmwasserbedarf für 5 Personen. Die geplante Solarthermie sollte vor allem im Sommer für die Warmwassererwärmung genutzt werden, die Luft-Wärmepumpe für Heizung und Warmwasser im Frühjahr und Herbst und die Gas-Therme im Winter. Die verschiedenen Wärmequellen sollten einen nicht zu großen und nicht zu kleinen Speicher bedienen. 

Welche Typen und welche Leistungsgrößen kommen für die verschiedenen Geräte (Gas-Therme, Wärmepumpe, Solarthermie) in Betracht? Wie könnte ein ausgewogenes Gesamtkonzept aussehen? Auf der Homepage von Viessmann finde ich leider keine dahingehenden Angaben.

Für nützliche Hinweise wäre ich dankbar!

[thorsten_]

Solarthermie würde ich weglassen und lieber eine maximal große Photovoltaikanlage aufs Dach setzen. Die WP macht auch sehr effizient WW, da kannst Du Dir die zusätzliche Komplexität einer Solarthermie sparen. In der Übergangszeit freust Du Dich, mit einem hohen Anteil PV-Strom die WP laufen zu lassen.

Grundlage jeder Auslegung muss eine saubere Heizlastberechnung sein. Die WP sollte so ausgelegt sein, dass sie die meiste Zeit die Heizleistung erbringen kann. Wenn es die Hydraulik hergibt, warum nicht komplett auf WP umsteigen?

Dein Ölverbrauch ist ziemlich hoch. Das sind rund 40.000 kWh im Jahr!
Welche Dämmmaßnahmen wären sinnvollerweise vor einer neuen Heizung machbar?

[Franz_Josef_M]

Hallo Thorsten,

es geht mir nicht um eine PV-Anlage auf dem Dach, sondern um eine ausgewogene Gas-Hybridheizung mit Luft-Wärmepumpe und Solarthermie. Das Dach wäre auch für eine PV-Anlage nicht geeignet, weil die Fläche infolge Dachgauben, Dachfenster und zwei Schornsteinen zu klein und zu untergliedert ist, um eine maximale PV-Anlage installieren zu können. Und deshalb auch Solarthermie, weil die mit wenig Strom läuft, auch mit sehr viel weniger Strom, als eine Wärme-pumpe selbst im Sommer noch braucht. Und komplett auf eine Wärmepumpe umsteigen? Ich denke, an kalten Wintertagen arbeitet eine Gas-Therme effektiver und hat bei weitem nicht den Stromverbrauch einer Wärmepumpe, die hier schon eine geschätzte Heizlast von 13,4 kWh stemmen müsste, wie der Heizlastrechner von BWP e.V. aufgrund des Jahresverbrauchs der alten Öl-Heizung aufzeigt. Also sehe ich die Frage nach einem ausgewogenen Gesamtkonzept der Gas-Hybridheizung weiterhin im Raum stehen.

MfG FJM

[thorsten_]

Dann würde ich versuchen, durch sinnvolle und bezahlbare Dämmmassnahmen, z.B. Kellerdecke dämmen (geht auch in Eigenleistung), die Heizlast noch etwas runterzudrücken.

Dann eine kleine WP, z.B. ein Monoblock mit 5-7 kW Leistung, die mind. die Übergangszeit bis ca. 3-5 Grad AT allein abdecken kann (Heizlast Deines Hauses müsste da bei ca. 4-5 kW liegen). Dazu eine Gastherme, die ihren unteren Modulationsbereich bei ca. 3-4 kW Leistung hat und dann ab 3-5 Grad übernehmen kann und ohne Takten sauber durchläuft.

[qwert089]

Hallo Franz,

einen vorhandenen Kessel mit einer Hybrid-WP zu kombinieren lasse ich mir noch eingehen.

Aber so etwas neu aufzubauen nicht.

Da musst nur das zusätzliche Invest für den Gas-Kessel + Kamin + Puffer und die jährlichen Kosten für Gas-zähler, Wartung des Kessel + Schorni über 20 Jahre einem potentiell höheren Strom erbrauch  gegenrechnen.

Solarthermie würde ich heute nicht mehr mit einer WP kombinieren.

Ein PV Modul ist auch nicht größer als ein Flach Kollektor, im Gegenteil.

PV Modul kann man auch auf die Garage, Gartenhütte,...machen.

Suche nach Quick-wins bei der Dämmung: obere Geschossdecke, Kellerdecke, evtl die Verglasung tauschen, die Heizkörper auf Typ 33 umrüsten um mit 1 Heizkreis auszukommen.

Dann sollte so eine 250-A13 völlig reichen.

VG Michael

[Franz_Josef_M]

Hallo Thorsten, ich denke, wir kommen einem Gesamtkonzept für die Gas-Hybridheizung schon näher. Die Kombination einer Gas-Therme, die bei Temperaturen unter 3 bis 5 Grad startet und deren Leistung diesen Temperaturbereich optimal abdeckt, mit einer in ihrer Leistung auf die Übergangszeit abgestimmten kleinen WP kann auch ich mir gut vorstellen. Aber was ist im Sommer? Sollte dann nicht die Solarthermie zum Zuge kommen? Wenn ich auf die Homepage von Viessmann schaue, wird dort die Hybridheizung fast immer nur zusammen mit der Solarthermie angeführt. Und reicht für die Brauchwassererwärmung im Sommer nicht bereits eine Modulfläche von ca. 5 qm? Und im Übrigen noch das Thema Speicher: Welche Funktionen sollte er haben, wie groß sollte er sein? MfG FJM

[Franz_Josef_M]

Hallo Michael, was ist Deine Empfehlung: gute Dämmung und PV-Anlage sowie für Heizung und Warmwasser lediglich eine Wärmepumpe? Und wer kann mir eine solche Investition mit der Investition für eine Gas-Hybridheizung zuverlässig gegenrechnen? Und dann auch noch die Betriebskosten auf Jahre einbeziehen? Und das alles auch noch bei sehr volatilen Preisen in diesen Zeiten!
Und PV-Module sowie Solarthermie-Module mögen zwar in etwa gleich groß sein. Aber brauche ich für eine PV-Anlage mit hinreichender Leistung für den ganzjährigen Betrieb einer WP nicht ungleich mehr Module als für eine kleine Solarthermie-Anlage zur saisonalen Brauchwassererwärmung?
Und warum nicht mehr eine Kombination von Solarthermie mit einer WP? Viessmann stellt geradezu darauf ab, siehe oben! MfG FJM

[fg100]

Ich würde mir auch keine Solarthermie einbauen. Soviel wie möglich PV-Module aufs Dach. Ob jetzt mit oder ohne PV-Speicher geht eher in Richtung persönlich Philosophie. Aber so hast du im Sommer noch den überschüssigen Strom den du nutzen kannst. Mit Solarthermie ist außer WW-Nutzung schluss. Ich behaupte sogar, dass PV Module in der Gesamtanschaffung günstiger sind als Solarthermie. Aber so wie ich das lese bist du von Solarthermie überzeugt. Dann mach es halt.

Wenn bisher mit Öl geheizt wurde, dann hast vermutlich auch keinen Gasanschluss. Somit ist der Aufwand für eine Hybridanlage doch immens.

Ich denke auch, dass reine WP vermutlich günstiger kommt. Voraussetzung ist aber gute  Wärmedämmung und vor allem eine niedrige Vorlauftemperatur. Das hast doch eh schon mit den FBH.

Weiter oben war ja schon der Hinweis auf größere Heizkörper.

Allerdings finde ich das es oft besser ist einen zweiten Heizkörper im Raum zu installieren als nur einen größeren einzubauen. Bei WP ist hoher Volumenstrom wichtig. Größere Radiatoren werden gerne über Thermostatventile von den Bewohnern "abgedrosselt". Bei zwei Heizkörper kann einer immer voll laufen und der zweite nur dann wenn höhere Temperatur gewünscht werden.

[qwert089]

Hallo FJM,

ja für PV brauchst du etwa 2 bis 3 mal so viel Fläche.

Der Flachkollektor hat in der Übergangszeit bei sonnigen aber kalten Tagen vielleicht einen Wirkungsgrad von 50-60 %

Das PV Modul von knapp über 20 %

Im Sommer kannst du mit dem STA Überschuss nichts anfange außer  den Garten mit dem warmen Wasser zu gießen. Wenn es blöd läuft ist die Anlage im Sommer Urlaub jeden Tag  in Stagnation gegangen und das Solarfluid ist braun wie Coca-Cola, oder im Kollektor karamellisiert.

Die PV Anlage verringert den Stromverbauch der WP auch im Winter.

VG Michael

[Franz_Josef_M]

Siehe Antwort weiter unten!

[Franz_Josef_M]

Hallo Experte III, Hallo Michael, ich bin weiterhin an guten Ratschlägen interessiert und noch auf nichts festgelegt. Nehme mit Erstaunen wahr, dass eine Skepsis gegenüber Solarthermie vorhanden zu sein scheint und eher eine PV-Anlage favorisiert wird, die auch noch im Winter Strom für eine WP liefert. Aber hier ist die Dachfläche für eine große PV-Anlage zu klein. Und mit einem Wirkungsgrad von nur 20 % im Winter fürchte ich, dass eine große WP auf viel Strom aus dem Netz angewiesen ist. Deshalb meine Vorstellung von einer Gas-Hybridheizung, bei der die Gas-Therme bei niedrigen Temperaturen den Betrieb von einer kleineren WP übernimmt.
Vielleicht kann ich auch Schritt für Schritt vorgehen. Zunächst nur die Gas-Hybridheizung mit der WP realisieren, um dann zu sehen, ob später noch der Zubau von Solarthermie sinnvoll ist. Aller-dings meine ich, dass die Option für einen solchen Zubau offen gehalten werden sollte. Und dies ist dann vielleicht wieder die Frage nach dem Speicher. Welchen Speicher braucht es allein für die Gas-Therme und die WP? Und welchen Speicher, um später ggf. noch die Solarthermie einbinden zu können?
Zur Information möchte ich im Übrigen nur anmerken, dass die alte Öl-Heizung kaum mit Vorlauftemperaturen von über 40 Grad arbeitet. Dies sollte vielleicht einen Hinweis auf die Dämmung des Hauses und die Größe der Heizkörper geben. MfG FJM

[thorsten_]

Die "alte Ölheizung" wird gar nicht wissen, was VL-Temperaturen von 40 Grad sind! 😉

[qwert089]

Der Speicher ist eine Herausforderung.

Der sollte pro kW Leistung der WP ca 0,3 m² Tauscherfläche haben.

Hier wirst du kaum einen Speicher finden der das erfüllt und zusätzlich auch noch eine 2. WT unten für STA hat.

Mit einem Pufferspeicher  mit  SolarWTwendel + einer FriWA würde es gehen.

Bei meinem fast senkrechen PV Module Feld, hatten gestern Mittag (bei ca .0 Grad AT) das 405 Wpeak Modul 401 W geschafft..

Bei den Röhrenkollektoren (allerdings mit 25 Grad Neigung) ist kaum etwas rüber gekommen.

VG 

[Franz_Josef_M]

Siehe Antwort weiter unten!

[Franz_Josef_M]

Sorry, Thorsten und Michael, Ironie und Fachchinesisch helfen mir und wohl auch anderen interessierten Lesern nicht weiter. Was bedeuten Tauscherfläche, 2. WT, SolarWTwendel, FriWa, PV Mo-dule Feld und 405 Wpeak Module 401 W in diesem Zusammenhang? Worauf läuft das hinaus?

Nochmals: Braucht es und gibt es einen geeigneten Speicher für die Gas-Hybridheizung mit WP,  ggf. später auch mit Solarthermie? MfG FJM

[thorsten_]

Du willst 3 Wärmeerzeuger (Gastherme, WP und ST) an einen Speicher anschließen. Das bedeutet i.d.R., dass Du 3 Wärmetauscher (WT) brauchst. Es gibt aber keine Speicher mit 3 WT (Heizwendel), nur mit 2.
Das sieht dann in etwa so aus:
Nr. 4 und Nr. 5:

Viessmann Speicher 

FriWa = Frischwasser-Stationen/-Module (siehe z.B. Seiten 34 / 35)

[fg100]

ggf. ist das was für dich?

https://efg.de

[thorsten_]

Wie soll die Schichtladung dann mit WP (niedriges VL-Niveau), Gastherme (höheres Niveau) und ST (hohes Niveau) funktionieren?

[Franz_Josef_M]

Siehe Antwort weiter unten!

[Franz_Josef_M]

Hallo Thorsten, Hallo Experte III: Wenn es auf der Homepage von Viessmann zum Vitocell 340-M/360-M heißt,
■ Kombination aus Heizwasser-Pufferspeicher und Speicher-Wassererwärmer,
■ Für Heizungsanlagen mit mehreren Wärmeerzeugern. Besonders geeignet in Verbindung mit Viessmann Solar-Systemen für Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung,
so habe ich daraus entnommen, dass Gas-Therme, WP und ST gleichzeitig angeschlossen werden können.
Sollte dies jedoch nicht der Fall sein, bleibt die Frage: Welches ist im Rahmen der Heizleistung der geplanten Gas-Hybridheizung für Heizung und Brauchwassererwärmung der geeignete Speicher für die Kombination von Gas-Therme und WP?
Und wenn unabhängig davon noch später nur für die Brauchwassererwärmung im Sommer eine kleine Solarthermie mit einem zweiten Speicher in Betracht kommen sollte, welches ist dann die geeignete Gerätekombination?
MfG FJM

[Franz_Josef_M]

Weitere Nachfrage: Und wenn denn eine Gas-Hybridheizung mit Luft-Wärmepumpe und Solarthermie mangels eines Speichers mit drei Heizwendel (WT) – also heizwasserseitig – nicht machbar ist, lässt sich dann wenigstens frischwasserseitig eine Kombination herstellen? Also: Erst das Frischwasser im Speicher der Solarthermie-Anlage erwärmen, um es dann – vielleicht im Frühjahr und Herbst nur vorgewärmt – noch durch den Wärmetauscher des Speichers der Gas-Hybridheizung zu leiten, so dass am Ende – egal ob im Sommer, Frühjahr und Herbst sowie im Winter – immer energetisch günstig warmes Brauchwasser zur Verfügung steht?

[Apparatschik]

Ich würde bei einer neuen Anlage auf Solarthermie verzichten. Dabei betreibe ich selber eine Viessmann Hybridanlage mit Solarthermie. Allerdings war die Solarthermie schon vorhanden. Das Problem bei Viessmann ist, dass die Steuerung der Solarthermie nicht sehr ausgereift ist. Ich hatte vorher die Steuerung der Technischen Alternative mit folgenden Extras:

• Startfunktion: Kurzer Pumpenanlauf, das der Solarfühler erfahrungsgemäß träge ist.
• Zwei Kühlfunktionen: Einmal Abführen der Überschusswärme über Nacht über die Kollektoren oder über den Heizkreislauf. Wir haben im Spätsommer immer den Keller aufgeheizt.

All das kann die Solar-Steuerung von Viessmann nicht, was ich ziemlich schwach finde. Durch permanente Überhitzung leidet die Anlage. Das Abführen der Überschusswärme über den Heizkreislauf lässt sich allerdings "hintricksen". Dabei "gaukelt" man der Viessmannsteuerung über einen Thermostatschalter, an dem der Außenfühler angeschlossen ist, eine Außentemperatur von z. B. 0 Grad vor (130 Ohm Widerstand) und schon springt der Heizkreislauf an. Sobald die Pufferspeichertemperatur unter einen vorgegebenen Wert (60 Grad beispielsweise) gefallen ist, schaltet der Thermostatschalter wieder auf den Außentemperaturfühler und der Heizkreislauf geht aus.

Aber wie gesagt: Haue soviel PV auf's Dach wie möglich. Verschattungen sind heutzutage keine Problem. Einfach je betroffenem PV-Modul einen Power-Optimizer anschließen und du holst das Maximum aus dem PV-Feld raus, d. h. der Leistungsabfall betriffeb nur die verschatteten Module, aber die unverschatteten liefer weiterhin die volle Leistung. Habe ich bei meinem Dachfeld auch im Einsatz, da im Winter ein Teil des Feldes vom gegenüberliegenden Dach (Grabendach) zeitweise verschattet wird.

[qwert089]

@Franz_Josef_M 

Rechne dir bitte aus was du bei STA für den Kollektor an € pro kW Peak  [im Winter 60% Wirkungsgrad bezogen auf Nennleistung]  und was du für ein PV Modul bezahlst das im Winter sogar eine höher Nennleistung hat

PV dürfte ca die Hälfte kosten, kann flexibel eingesetzt werden und geht nicht in Stagnation.

[Franz_Josef_M]

Ich habe inzwischen eine Viessmann Gas-Hybridheizung mit Luft-Wärmepumpe, die im Herbst 2024 in Betrieb gegangen ist. Ich will jetzt erst einmal einen Jahreszyklus abwarten um zu sehen, wie hoch der Verbrauch an Strom und Gas übers Jahr ist. Bislang ist die Gastherme noch nicht dauerhaft in Betrieb gewesen. Vielleicht erst, wenn die Witterung sehr viel kälter wird.

Nach einem Jahr werde ich dann sehen, ob es sich rentiert, noch zusätzlich eine kleine PV-Anlage aufs Dach zu legen. Für eine größere PV-Anlage wäre sowieso kein Platz vorhanden. Und von Solarthermie bin ich schon lange runter.

[Franz_Josef_M]

Im Hinblick auf die Gas-Hybridheizung mit Luft-Wärmepumpe stellt sich mir allerdings noch die Frage, wie bei einer Unterbrechung des Wärmepumpenstroms durch den Stromversorger der Betrieb der Gastherme in Gang gesetzt und aufrecht erhalten werden kann. Ausgangslage: Die Wärmepumpe wird mit 400 V betrieben, während die Betriebsspannung für die restliche Anlage (elektonische Steuerung, Heizkreispumpen und eben auch Gastherme etc.) nur 230 V beträgt. Welcher Transferschalter hat sich bewährt, der bei einer Unterbrechung des Wärmepumpenstroms automatisch auf Haushaltsstrom 230 V für die Stromversorgung der restlichen Anlage umschaltet? Und natürlich auch wieder automatisch zurückschaltet, wenn der Wärmepumpenstrom wieder läuft? Oder hat Viessmann für dieses Problem eine andere technische Lösung?