Hallo Ang3er,
also von Grundsatz lassen WPs eine ganze Menge zu. Das betrifft nicht nur die grundsätzliche interne Parametrisierung sondern auch die externen Schnittstellen, die eine WP in aller Regel mitbringt, damit sie „SG-Ready“ und damit überhaupt förderfähig wird. Die Kombination einer WP mit anderen Strom- oder Wärmequellen ist ja auch nichts grundlegend Neues. Insofern ist das häufig steuerungstechnisch auch schon vorgesehen, ob dann auch hydraulisch hängt am Hersteller und Typ der WP. Muss aber insgesamt Sinn machen.
Meine WP hat beispielweise einen eigenen Heizkreis für Solarthermie. Nutze ich nicht, ist aber eben drin. Folglich auch die Steuerung dafür. Und Einstellen kann ich so ziemlich alles. Könnte ich theoretisch auch eine Gasbrenner dranhängen. Und weil die Steuerung bereits drin ist, kann die WP entsprechend auch den externe Wärmeerzeuger steuern.
Das beantwortet in gewisser Weise auch deine letzte Frage. Hängt die externe Quelle am externen Heizkreis der WP, steuert die WP das über einen einstellbaren Bivalenzpunkt. In de Regel die Aussentemperatur. Dabei hast Du dann auch die Wahl ob mono- oder bivalent. Du kannst den Gaskessel aber theoretisch auch als Nachbrenner nutzen. Der hat ja seinen eigenen Temperaturfühler, welcher die Temperatur im Heizkreis bestimmt. Was dann die WP noch dazusteuert, kannst Du ja über die Heizkurve beeinflussen. Um die WP bei gewissen Temperaturen ausser Betrieb zu nehmen, wäre zumindest über den Bivalenzpunkt des Heizstabes denkbar. Der darf dann natürlich nicht verbaut sein. Ist ja nur ein Relais, welches geschaltet wird. Ob das schlau ist, steht auf einem anderen Blatt Papier.
Für jede WP gibt es von den Herstellern eine Empfehlung zum Aufbau der Hydraulik für unterschiedliche Anwendungsfälle. Die existiert nicht nur als Anleitung für ahnungslose Heizungsbauer, sondern dienen insbesondere dazu, die Spezifikationen an eine Muster-Installation zu binden. Der Hersteller kann ja nicht einfach einen COP in den Raum werfen, er muss auch definieren, für welchen Anwendungsfall das gilt. Insofern ist man gar nicht so schlecht beraten, wenn man den Hersteller-Angaben folgt. Und was dann dabei als JAZ herauskommt, das ist von von vielen weiteren Faktoren abhängig, final natürlich erst mal vom Wetter.
Das Schenk Video ist eine gute Ausgangsbasis, um zu verstehen, wie so ein System arbeitet und was man alles falsch machen kann. Das ist insbesondere wunderbar geeignet, um seinem Heizungsbauer auf den Zahn zu fühlen. Die wiederum verbauen die Anlagen aber meist so, wie die Hersteller das in ihren Muster-Installation so vorsehen, weil sie ja final für die verbaute Hydraulik mithaften. Wenn der Heizungsbauer Ahnung hat, dann hat er plausible Begründungen, warum er es so oder so bauen will.
Und hier kommen wir zu einer Deiner Frage. Wenn der Hersteller hydraulisch keinen Reihenspeicher vorsieht, dann stellt sich die Frage warum. Vielleicht kennt der Heizungsbauer aber auch die Muster-Lösung dazu einfach nicht.
Technisch gesehen braucht eine WP einen Mindestvolumenstrom und der ist über den Pufferspeicher als Wärmetauscher gegeben. Die WP führt die erzeugte Wärme über eine Speicherentladepumpe an den Wärmetauscher ab. Ein Reihenspeicher hat weniger Standverluste, insofern etwas effizienter. Aber in diesem Falle arbeiten Speicherentladepumpe und / oder die Umwälzpumpe gegen den hydraulischen Widerstand des Heizungssystems. Wird der Mindestvolumenstrom nicht erreicht, geht die WP auf Störung. Folglich verbaut man ein Überstromventil, damit der Volumenstrom erhalten bleibt. Das aber wiederum setzt gewisse Leitungsquerschnitte voraus. Bei einem kompletten Neubau kann man das so mit einplanen, bei einer bestehenden Installation wird es schwieriger. Ich würde auch immer den Hersteller zu Rate ziehen. Wenn es vorgesehen ist, gibt es auch dafür Muster-Installationen. Und wenn nicht, hat er auch eine Begründung dafür, warum nicht.
Dein konstruierter Anwendungsfall wirst Du in einer Muster-Installation so aber vermutlich nicht finden. Der WP Hersteller baut seine Anlagen ja nicht dafür, dass sie fossil befeuert werden. Dennoch ist oft eine alternative Wärmequelle vorgesehen, wie z.B. Solarthermie. Woher die Wärme dann final aber kommt, merkt die Anlage erst mal nicht, es muss eben nur alles zusammen passen.
Nun bauen die WP Hersteller Ihre Geräte auch nicht für Teillastbetrieb, sondern für Volllast. Für den Grenzbereich oder Notbetrieb gibts dann einen Heizstab. Da nun aber der Verdichterprozess mit abnehmenden Temperaturen schlechter wird und mit steigenden Temperaturen besser, ist die Steuerung einer WP ohnehin etwas komplexer als bei einem einfachen Brenner. Deshalb greift die Steuerung aktiv in die Leistungsregelung der WP ein und versucht, den Betrieb im Rahmen der Grenzwerte zu optimieren. Das funktioniert perfekt allerdings nur sehr schwierig, weil die Rahmenbedingungen im jedem Haus anders sind. Insofern wird man den optimalen Betriebspunkt auch eher selten wirklich treffen. Der Hersteller liefert die WP mit einer Standard-Parametrisierung aus. Die kann aber auch nicht optimal sein, weil das Wetter in Deutschland halt nicht überall gleich ist. Insofern ist es ja schon im Interesse des Herstellers, seine Steuerung an das Einsatzgebiet anpassen zu können. Man muss allerdings schon wissen, was man da tut, deshalb ist die Parametrisierung für den Otto-Normalverbraucher auch erst mal nicht immer zugänglich.
Final weiß man aber ohnehin erst nach einem Jahr Betrieb wo man steht, und erst dann macht eine Optimierung überhaupt erst Sinn. Und erst dann hat man auch Referenzwerte, die eine genauere Berechnung erlauben.
Was Gas betrifft, so muss ich erst einmal wissen, ab welchen Aussentemperaturen das überhaupt Sinn macht. Vom Grundsatz vergleicht man die Kosten pro KWh jedes Energieträgers für die jeweils erzeugten Wärmemengen. Und dort, wo die Produktion mit Gas günstiger ist, wäre der Bivalenzpunkt, ab welchem ein Gas Brenner übernehmen könnte. Allein diesen zu berechnen gestaltet sich schon schwierig, denn die Kostenwerte beider Energieträger beeinflussen sich gegenseitig, damit gibt es auch keinen fixen Bivalenzpunkt. Und selbst die Wetterlage über Jahr verschiebt diesen Punkt.
Beim Gas gibt es ja neben dem Arbeitspreis noch gewisse Fixkosten. Mit den Grundpreis für Gas, Wartung, Versicherung, Schornsteinfeger kommen locker im Jahr mal 500 Euro zusammen, nur damit der Gas-Brenner da steht. Und die Gesamtkosten muss ich dann auf die produzierten (oder erwarten) KWh umrechnen. Bei Vollbetrieb fallen die fixen Kosten nicht so sehr ins Gewicht, je weniger Wärme der Gas-Brenner erzeugt, je teurer wird die KWh. Und das ist wesentlich mehr als der Gaspreis / KWh.
Rechnet man das dann mal gegen die WP, dann wird man feststellen, dass die WP schon sehr schlecht arbeiten muss, damit man tatsächlich günstiger fährt. Und betrachtet man dann mal die Tiefsttemperaturen der letzten 10 Jahre, dann wird man fast zu dem Schluss kommen, dass der Gas-Brenner eher selten zum Einsatz kommt. Mit den 500 Euro Fixkosten kannst Du ja knapp 1.500 KWh mit dem Heizlüfter verbraten, bevor der Gasbrenner überhaupt einen Vorteil hätte.
Meine WP kam im Schnitt während der kalten Januar Tage auf einen (angezeigten) COP von 3,1. Für den gesamten Monat Januar auf (gemessene) 3,37. Mit meinem aktuellen WP-Öko-Tarif und COP 3,0 käme ich auf 10 ct / KWh. Theoretisch müßte ich noch ein paar KWh abziehen, die vom Dach kommen. Das ist weniger als der günstigste Gas Arbeitspreis, den ich selbst mit allen Rabatten bei meinem Versorger hätte bekommen können (10,37). Grundgebühr und Fixkosten noch gar nicht berücksichtigt.
Dabei war der Januar dieses Jahres der Monat mit dem höchsten Stromverbrauch seit Bestehen der Anlage (2020). Ich hätte also bisher einen Gas-Brenner nie wirtschaftlich einsetzen können, noch nicht mal zum reinen Arbeitspreis. Insofern gut 2.000 Euro Fixkosten gespart.
Anschaffung und Finanzierung kommt dann ggf. auch noch oben drauf. Ich würde einfach bezweifeln, dass da in üblichen Klimabereichen bei uns was Sinnvolles bei raus kommt. Man sollte aber nie nie sagen, dazu hängen einfach viel zu viele individuelle Faktoren dran.
Wenn Du aber Dein Wohnzimmer ohnehin mit einem Lagerfeuerchen heimelig machen willst, dann denk doch mal darüber nach, ob Du da nicht eine Heizschleife mit in den Kamin baust. Die Abgase aus dem Holzfeuerchen sind so hoch, dass Du da locker auch Deine WP unterstützen kannst. Wenn sie es dann kann. Dieser Gedanke macht die Diskussion über eine hybride Konstruktion vermutlich noch uninteressanter, weil wenn das Holzfeuerchen brennt, brauchst Du das Gas vermutlich auch nicht.
Was das Durchlaufen / Taktung betrifft, so kann man das ganz gut über die Speichergröße kontrollieren. Ein größerer Speicher verlängert die Takte, damit schaltet die WP weniger. Eine zu kleine WP läuft aber mehr als der Hersteller das vorgesehen hat (üblich ca. 2.000 h / Jahr). Und das führt genauso zu Verschleiß. Die WP verändert ihre Taktung ohnehin nach Bedarf. Sie ist am niedrigsten bei Volllast und bei sehr niedriger Last. Und allein weil Temperaturen auch über den Tag schwanken, wird es Dir nicht wirklich gelingen, Deine WP über einen nennenswerten Zeitraum an einen gewünschten Betriebspunkt zu halten.
Du solltest erst einmal rechnen. Wenn Du das richtig machst, dann würde ich fast vermuten, Du wirst die angedachte Konstruktion schnell wieder vergessen. Eine WP mit Anschlussmöglichkeit eines zusätzlichen Wärmeerzeugers ließe zumindest alle Optionen offen. Was Du dann daran anschließt bleibt Dir ja frei gestellt. Den Holzofen hätte ich aber als allererstes im Sinn. Der brennt ja eher weil er schön aussieht und kuschelig warm macht. Da geht aber soviel Wärme durch den Kamin, die man noch sinnvoll nutzen könnte.
