Seit bei Toyota 1997 das erste Modell des Prius vom Band gelaufen ist, kennt fast jeder das Prinzip des Hybridantriebs: Ein Elektro- und ein Benzinmotor teilen sich die Arbeit. Wo es Sinn ergibt – etwa beim Anfahren – übernimmt der Elektromotor. Bei konstanter Fahrt treibt der Benzinmotor das Auto an.

Ein ähnliches Prinzip kann auch bei Heizanlagen zur Anwendung kommen – meist mit einer Kombination aus Wärmepumpe und Gas- oder Ölbrenner. Dabei übernimmt die Wärmepumpe die Hauptarbeit, und der Brenner springt ein, wenn die Wärmepumpe ihre Lastgrenze erreicht hat oder sie etwa aufgrund sehr tiefer Aussentemperaturen ineffizienter arbeiten würde. Der kombinierte Einsatz von zwei Heizanlagen kann daher in folgenden Fällen sinnvoll sein:

  • Bei Mehrfamilien- oder bei Reiheneinfamilienhäusern mit gemeinsamer Heizanlage, wenn die energetische Sanierung der Gebäudehülle zwar geplant ist, aber erst gestaffelt über einen längeren Zeitraum erfolgt.
  • Bei historischen Gebäuden, wenn die Fassade weder aussen noch innen gedämmt werden kann und die Radiatoren an kalten Tagen Vorlauftemperaturen über 60 Grad benötigen.
  • Wenn eine Erdsondenbohrung nicht möglich ist und die Liegenschaft sich an einer exponierten Lage mit häufigem Frost befindet. Diese Faktoren erschweren den effizienten Betrieb einer Luft-Wasser-Wärmepumpe.

Rücksicht auf die Architektur

Kalte Wintertage, eine hohe Vorlauftemperatur für die Radiatoren und eine Gebäudehülle ohne zusätzliche Dämmung – das trifft auch auf das kleine Mehrfamilienhaus in der Nähe des Bahnhofs Chur zu, das Andrea Cantieni und seiner Schwester gehört. Die Liegenschaft mit vier Wohnungen wurde 1933 im Stil der Moderne erstellt. Die Fassade mit den grossen Fenstern und Loggien sind der damaligen Architektursprache folgend filigran gestaltet.

«Eine Wärmedämmung hätte den Charakter des Gebäudes zerstört, deshalb haben wir darauf verzichtet», sagt Andrea Cantieni. Er ist Architekt und hat bis zu seiner Pensionierung als Leiter von Grossprojekten gearbeitet. Die Fenster liessen Cantieni und seine Schwester vor fünfzehn Jahren aber durch solche mit einer guten Dämmung ersetzen.

Trotzdem benötigt die Heizung des Gebäudes an kalten Tagen viel Wärme, da die Verluste an den Aussenwänden aus einem vierzig Zentimeter dicken Isolierstein relativ gross sind und die Radiatoren mit hohen Temperaturen betrieben werden müssen.

Funktionsprinzip Wärmepumpe-Gas-Hybrid

Infografik

Die Wärmepumpe dient als Grundlastheizung und erzeugt sowohl Heizwärme als auch Warmwasser. Sie deckt bis zu 75 Prozent des gesamten jährlichen Heizenergiebedarfs des Gebäudes ab.

Die Ausseneinheit der Wärmepumpe (1) entnimmt die Energie aus der Luftund speist sie in den Wärmepumpenkreislauf (2) ein. Die Steuerungseinheit (3) schaltet den Gasheizkessel (4) automatisch zu, wenn die Leistung der Wärmepumpe nicht mehr ausreicht, und regelt den Einsatz der beiden Heizanlagen. Mit einer Heizspirale im Trinkwassererwärmer (5) wird das Brauchwarmwasser erhitzt. Über die Heizverteilung gelangt die Wärme zu den Radiatoren (6) und von dort wieder zurück in den Heizungskeller.

Quelle: Andrea Klaiber

Beim Ersatz der Gasheizung letztes Jahr war es den Hausbesitzern aber ein Anliegen, ein System zu wählen, das so weit als möglich mit erneuerbarer Energie betrieben werden kann. Der Vorschlag des Installateurs, eine Hybridheizung mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe und einem Gasheizkessel einzubauen, stiess bei den Cantienis auf offene Ohren.

«Da wir alle Wohnungen vermieten, sind wir froh, dass beim Ausfall eines der beiden Geräte das Haus trotzdem beheizt werden kann.» Die Hauptlast im Churer Haus trägt die Luft-Wasser-Wärmepumpe, mit der auch das Warmwasser aufgeheizt wird. Gemäss Modellrechnung deckt die Wärmepumpe übers Jahr rund 70 Prozent des gesamten Energieverbrauchs. Den Rest erzeugt der Gasheizkessel.

Gebäudehülle ist entscheidend

«Historische Bauten, bei denen keine Dämmung möglich ist, sind typische Objekte für den Einsatz einer Holz- oder Pelletfeuerung. Ist dies nicht möglich, kann eine hybride Heizanlage geprüft werden», sagt Rita Kobler, Spezialistin für Wärmepumpen beim Bundesamt für Energie. Gleiches gelte für Reihenhaussiedlungen mit einer gemeinsamen Heizung, aber unterschiedlich gedämmten Gebäudehüllen.

«Dort ist ein hybrides System eine gute Übergangslösung», sagt Kobler. Wenn alle Häuser gut gedämmt sind, könne auf den Gasbrenner verzichtet und nur noch mit der Wärmepumpe geheizt werden.

Um auch bei einer schwierigen Ausgangslage eine Lösung mit einem möglichst grossen Anteil erneuerbarer Energie bieten zu können, sehen die Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn 2014) die Kombination von Wärmepumpen und fossilen Anlagen vor.

Ob eine Hybridheizung für die eigene Liegenschaft geeignet ist, sollte aber genau abgeklärt werden. Denn aus ökologischer Sicht ist ein Heizsystem, das komplett mit erneuerbarer Energie arbeitet, immer die beste Wahl. Ausserdem wird die Anlage durch das Zusammenspiel von zwei Wärmeerzeugern auch komplexer.

Vor- und Nachteile abwägen

Rita Kobler empfiehlt deshalb den Beizug einer neutralen Fachperson, etwa einer Expertin für den Gebäudeenergieausweis der Kantone (GEAK). «So ist sichergestellt, dass verschiedene Varianten geprüft und eine Lösung gefunden wird, die finanziell und energietechnisch überzeugt.» Dazu gehört auch, die Vor- und Nachteile einer Hybridheizung abzuwägen.

Punkten kann das System etwa damit, dass Heizwärme und Warmwasser, im Gegensatz zu rein fossilen Heizanlagen, den grössten Teil des Jahres aus erneuerbaren Quellen erzeugt werden. Zudem kann man Fördergelder für den Ersatz fossiler Heizungen durch Wärmepumpen beantragen.

«Ist die Wärmepumpe übers Jahr hinweg die Hauptheizung und deckt mehr als 50 Prozent des Energiebedarfs einer Liegenschaft, ist die Anlage in der Regel förderberechtigt», sagt Olivier Brenner, Stellvertretender Generalsekretär der Konferenz Kantonaler Energiedirektoren. Ausbezahlt werden Fördergelder aber nur, wenn man den Antrag vor dem Start der Arbeiten für den Heizungstausch eingereicht hat.

Die Nachteile eines hybriden Heizsystems zeigen sich bei den Investitionskosten: Statt nur eines Heizsystems müssen zwei eingebaut werden. Daher liegen die Investitionen höher als beim Ersatz der bestehenden Anlage durch einen fossil betriebenen Heizkessel.

In zehn Jahren amortisiert

Dem stehen aber wesentlich tiefere Energiekosten gegenüber. Grund dafür ist die Effizienz der Wärmepumpe, die einen Grossteil der Arbeit übernimmt. Gemäss der Musterrechnung des Fachverbands Gebäudeklima Schweiz amortisieren sich deshalb die gesamten Investitionskosten einer Hybridheizung innert zehn Jahren.

Gewisse Nachteile gegenüber einer reinen Wärmepumpen-Lösung lassen sich jedoch nicht kompensieren: So braucht der Öl- oder Gasbrenner regelmässig eine Abgaskontrolle, muss der Kamin gereinigt werden oder sind Anschlussgebühren fürs Gasnetz fällig. Sie betragen in der Stadt Zürich rund 100 Franken, in Bern bis zu 300 Franken jährlich.

Nicht zu vernachlässigen ist zudem der höhere Platzbedarf für zwei Anlagen. Und man sollte sich bewusst sein, dass für beide Heizanlagen Unterhaltskosten anfallen – genau wie beim Hybridauto. Dort wird beim Service nicht nur der Elektromotor geprüft, sondern auch der Benzinmotor gewartet, ein Ölwechsel durchgeführt und werden die Abgaswerte kontrolliert.

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