Monovalent oder bivalent: Der optimale Betrieb für Ihre Wärmepumpe

Inhaltsverzeichnis

• Die Grundbegriffe erklärt
• Monovalenter Betrieb: Voraussetzungen und Vorteile
• Bivalent-parallel: Wärmepumpe + zweiter Wärmeerzeuger
• Bivalent-alternativ: Komplett umschalten
• Monoenergetic: Der eingebaute Heizstab
• Vergleich der Betriebsarten
• Wann welche Betriebsart empfehlenswert ist

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Die Grundbegriffe erklärt

Wer sich mit Wärmepumpen beschäftigt, begegnet Begriffen wie monovalent, bivalent, monoenergetic oder bivalent-alternativ. Diese Bezeichnungen beschreiben, wie die Wärmepumpe in das Gesamtheizsystem eingebunden ist und wie sie mit Spitzenlastbedarf umgeht.

Das zentrale Problem: Eine Wärmepumpe wird auf eine bestimmte Heizlast ausgelegt. Je kälter es draußen ist, desto höher ist der Heizbedarf — und desto weniger Wärme kann die Wärmepumpe aus der Umgebungsluft oder dem Erdreich gewinnen. Es gibt also eine theoretische Grenze, ab der die Wärmepumpe nicht mehr ausreicht.

Der Bivalenzpunkt ist diese Grenze: die Außentemperatur, bei der die Wärmepumpe ihre maximale Leistung erreicht und gerade noch den Wärmebedarf deckt. Unterhalb dieses Punktes braucht ein nicht-monovalentes System Unterstützung.

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Monovalenter Betrieb: Voraussetzungen und Vorteile

Beim monovalenten Betrieb deckt die Wärmepumpe zu 100 Prozent die Heizlast — auch an den kältesten Tagen des Jahres. Ein zweiter Wärmeerzeuger existiert nicht.

Voraussetzungen für monovalenten Betrieb:

1. Die Wärmepumpe muss auf die Normaußentemperatur des Standorts ausgelegt sein. In Deutschland liegt diese zwischen -12 °C (mildere Lagen) und -16 °C (kalte Mittelgebirgslagen, Bayern). Das bedeutet: Bei dieser Temperatur muss die Wärmepumpe noch die volle Heizlast des Gebäudes decken können.

2. Das Gebäude muss eine entsprechend berechenbare, nicht zu hohe Heizlast haben. Gut gedämmte Gebäude sind ideal.

3. Moderne Inverter-Wärmepumpen sind dank variabler Drehzahl in der Lage, ihre Leistung dem Bedarf anzupassen und sind dabei in aller Regel bis sehr tiefen Temperaturen (-20 °C und kälter) betriebsfähig, wenn auch mit reduzierter Leistung.

Vorteile des monovalenten Betriebs:

• Ein einziges System, ein einziger Energieträger
• Geringerer Wartungsaufwand
• Keine Abhängigkeit von Gaspreisen oder Gasinfrastruktur
• Höchste Kompatibilität mit dem Ziel der Wärmepumpe (vollständig erneuerbar)
• Einfachere BAFA-Förderung

Staat der Technik: Monovalenter Betrieb mit einer richtig dimensionierten Inverter-Wärmepumpe ist heute der Standardansatz bei Neuinstallationen.

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Bivalent-parallel: Wärmepumpe + zweiter Wärmeerzeuger

Beim bivalent-parallelen Betrieb läuft unterhalb des Bivalenzpunktes die Wärmepumpe und ein zweiter Wärmeerzeuger (typisch: Gaskessel, Ölheizung oder großer Elektroheizstab) gleichzeitig. Beide Systeme teilen sich die Heizlast.

Vorteil dieser Betriebsart: Die Wärmepumpe kann kleiner ausgelegt werden, weil sie auch an kalten Tagen nicht alleine die volle Last tragen muss. Das kann die Investitionskosten für die Wärmepumpe senken.

Nachteile:

• Zwei Systeme verursachen zwei Wartungsverträge
• An kalten Tagen läuft der Gaskessel — mit entsprechenden CO2-Kosten
• Die Steuerung muss beide Systeme koordinieren

Typischer Bivalenzpunkt bei dieser Betriebsart: -5 bis -10 °C. In vielen deutschen Regionen treten Temperaturen unter -5 °C nur an wenigen Tagen pro Jahr auf — die Wärmepumpe deckt damit den weit überwiegenden Teil der Jahresarbeit.

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Bivalent-alternativ: Komplett umschalten

Beim bivalent-alternativen Betrieb schaltet die Wärmepumpe unterhalb des Bivalenzpunktes komplett ab — und der zweite Wärmeerzeuger übernimmt die volle Heizlast alleine.

Anwendungsfall: Diese Betriebsart wird heute kaum noch empfohlen, weil die Wärmepumpe genau dann ausgeschaltet wird, wenn der Heizbedarf am höchsten ist. Die Jahresarbeitszahl leidet erheblich, weil die kältesten Tage vollständig durch fossile oder teure Energie abgedeckt werden.

Historischer Kontext: Früher war diese Betriebsart manchmal durch Netzentlastungsverträge gefordert, bei denen der Netzbetreiber die Wärmepumpe an Spitzenlasttagen abschalten durfte. Solche Vereinbarungen sind heute weitgehend veraltet.

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Monoenergetic: Der eingebaute Heizstab

Die monoenergetische Betriebsart ist eine Sonderform des monovalenten Betriebs: Die Wärmepumpe deckt den Hauptteil der Heizlast, und ein eingebauter elektrischer Heizstab (auch Elektroheizstab oder Notstromelement genannt) übernimmt den Rest bei extremer Kälte.

Merkmale:

• Nur ein einziger Energieträger (Strom) — keine fossilen Brennstoffe
• Der Heizstab ist in die Wärmepumpe integriert oder in den Pufferspeicher eingebaut
• Er läuft nur an sehr wenigen Tagen des Jahres
• Effizienz: COP 1 (direkte elektrische Widerstandsheizung), also deutlich schlechter als die Wärmepumpe

Wann läuft der Heizstab? Bei einer gut ausgelegten Anlage läuft der Heizstab nur an wenigen Tagen im Jahr (die kältesten Phasen). Sein Beitrag zur Jahresheizkostenrechnung ist gering, weil diese Tage selten sind.

Empfehlung: Der Heizstab sollte als Absicherung vorhanden sein, aber die Anlage sollte so ausgelegt sein, dass er nur selten einspringt. Ein übermäßiger Heizstabeinsatz deutet auf eine Unterdimensionierung der Wärmepumpe hin.

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Vergleich der Betriebsarten

Betriebsart	Energieträger	Wartungsaufwand	Förderung	Empfehlung
Monovalent	Nur Strom	Niedrig (1 System)	Vollständig BAFA	Beste Wahl für Neubau und sanierte Gebäude
Monoenergetic	Nur Strom	Niedrig (1 System)	Vollständig BAFA	Gut als Absicherung für extreme Kältetage
Bivalent-parallel (Gas)	Strom + Gas	Höher (2 Systeme)	Begrenzt (Hybridförderung)	Übergangs­lösung bei vorhandenem Gaskessel
Bivalent-alternativ	Strom + Gas/Öl	Höher	Begrenzt	Kaum noch empfehlenswert

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Wann welche Betriebsart empfehlenswert ist

Monovalent oder monoenergetic: Die erste Wahl

Für alle Neuinstallationen und für Bestandsgebäude mit ausreichender Gebäudedämmung ist monovalenter oder monoenergetischer Betrieb die beste Wahl. Moderne Inverter-Wärmepumpen sind für diesen Betrieb optimiert und werden auch von den Herstellern bevorzugt so angeboten.

Lassen Sie die Anlage so dimensionieren, dass die Wärmepumpe auch bei der Normaußentemperatur Ihres Standorts die volle Heizlast tragen kann. Ein integrierter Heizstab dient als Absicherung — er sollte aber nicht als regulärer Lastträger geplant sein.

Bivalent-parallel: Sinnvoll in Übergangssituationen

Bivalenter Parallelbetrieb mit vorhandenem Gaskessel kann wirtschaftlich sinnvoll sein, wenn:

• Ein funktionierender Gaskessel noch mehrere Jahre Restlebensdauer hat
• Das Gebäude eine sehr hohe Heizlast hat, die monovalent eine sehr große und teure Wärmepumpe erfordern würde
• Die Restlebensdauer des Gebäudes eine Vollsanierung nicht rechtfertigt

Auf lange Sicht ist das Ziel, den Gaskessel schrittweise zu eliminieren. Mit steigendem CO2-Preis werden die Betriebskosten des Gas-Backups teurer — was den wirtschaftlichen Druck erhöht, vollständig auf Wärmepumpe umzusteigen.

Altbauten mit sehr hohem Wärmebedarf

Bei unsanierten Altbauten mit extrem hoher Heizlast (über 150 W/m²) ist manchmal eine bivalente Lösung die pragmatischere Wahl, bis eine Gebäudedämmung die Heizlast reduziert. In diesem Fall sollte die Planung aber einen klaren Zeitplan enthalten, wann das Gas-Backup entfällt.

Für eine standortspezifische Empfehlung wenden Sie sich an qualifizierte Heizungsfachbetriebe in Ihrer Nähe, die Erfahrung mit verschiedenen Betriebsarten und Gebäudetypen haben. Mehr zur Dimensionierung finden Sie im Ratgeber zu Leistungsklassen.