Der Bivalenzpunkt beschreibt die Außentemperatur, bei der eine Wärmepumpe ihre maximale Heizleistung erbringt. Sinkt die Außentemperatur weiter ab, muss ein zusätzlicher Wärmeerzeuger die restliche Heizlast übernehmen. Bei gut gedämmten Neubauten ist das allerdings selten nötig.
Was versteht man unter dem Bivalenzpunkt?
Wärmepumpen werden so dimensioniert, dass sie in einem bestimmten Temperaturbereich optimal arbeiten. An besonders kalten Wintertagen kann es daher vorkommen, dass die Leistung einer Wärmepumpe nicht mehr ausreicht. Der Punkt, an dem die maximale Heizleistung der Wärmepumpe erreicht wird, ist der sogenannte Bivalenzpunkt. Unterhalb dieses Punktes muss ein zweites Heizsystem die restliche Heizlast decken, zum Beispiel ein elektrischer Heizstab oder ein Heizkessel.
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So ergibt sich der Bivalenzpunkt
Der Bivalenzpunkt hängt von zwei Faktoren ab: der Heizlast des Gebäudes und der Heizleistung der Wärmepumpe.
Heizlast des Gebäudes
Ein Gebäude hat je nach Außentemperatur einen unterschiedlichen Heizbedarf. Altbauten sind häufig schlechter gedämmt, kühlen schneller aus und benötigen deshalb mehr Heizwärme als gut gedämmte Neubauten. Dieser Wärmebedarf wird als Heizlast bezeichnet und muss vollständig durch die Heizung gedeckt werden.
Heizleistung der Wärmepumpe
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe erbringt je nach Außentemperatur eine bestimmte Heizleistung. Diese Leistung variiert je nach Größe und Modell. Grundsätzlich gilt: Je höher die Außentemperatur, desto mehr Heizleistung kann eine Wärmepumpe bereitstellen.
Wenn die aktuelle Heizleistung der Wärmepumpe genau der Heizlast des Gebäudes entspricht, befinden wir uns am Bivalenzpunkt. Da die Heizlast eines Gebäudes in der Regel vorgegeben ist, muss die Wärmepumpe so ausgelegt werden, dass sich ein wirtschaftlich optimaler Bivalenzpunkt ergibt. Wie du dabei vorgehst, erklären wir in unserem Ratgebertext zur Dimensionierung deiner Wärmepumpe.
Bivalenzpunkt und Wirtschaftlichkeit
Damit ein Gebäude möglichst wirtschaftlich beheizt werden kann, darf der Bivalenzpunkt weder zu hoch noch zu niedrig angesetzt werden.
Wer eine sehr kleine und kostengünstige Wärmepumpe wählt, setzt den Bivalenzpunkt bei einer vergleichsweise hohen Außentemperatur an. Das bedeutet, dass für einen Großteil des Jahres höchstwahrscheinlich ein zweiter Wärmeerzeuger die Heizlast übernehmen muss. Die Anschaffungskosten für dieses Zusatzsystem können dann deutlich höher ausfallen als der Aufpreis für eine größere Wärmepumpe.
Umgekehrt ist auch ein sehr niedriger Bivalenzpunkt nicht automatisch sinnvoll. Die Wärmepumpe versorgt das Gebäude dann zwar auch bei extremer Kälte allein, doch diese hohe Leistung wird nur an wenigen Tagen im Jahr wirklich gebraucht. Die Anlage wäre überdimensioniert und damit teurer als nötig. Wie sich das direkt auf die laufenden Heizkosten auswirkt, zeigt unser Vergleich der Heizsysteme.
Betriebsweisen einer Wärmepumpe
Aus diesem Spannungsfeld ergeben sich je nach Heizbedarf des Gebäudes unterschiedliche Betriebsweisen mit jeweils unterschiedlichen Bivalenzpunkten.
Monovalenter Betrieb
Im monovalenten Betrieb deckt die Wärmepumpe den gesamten Heizbedarf des Gebäudes und kein weiterer Wärmeerzeuger ist nötig. Der Bivalenzpunkt liegt bei einer sehr niedrigen Außentemperatur, die nur selten unterschritten wird. Diese Betriebsweise eignet sich besonders für Neubauten. Der Heizbedarf ist dort gering und oft reicht eine kompakte und kostengünstige Wärmepumpe, um das Gebäude ganzjährig ausreichend zu beheizen.
Monoenergetischer Betrieb
Beim monoenergetischen Betrieb unterstützt ein zweiter Wärmeerzeuger die Wärmepumpe, allerdings ebenfalls mit Strom, meistens ein Heizstab mit geringer Leistung. Er kommt nur an besonders kalten Tagen zum Einsatz. Der Bivalenzpunkt liegt hier typischerweise zwischen -5 und -9 °C. Der Vorteil: Auch bei einem etwas höheren Heizbedarf muss keine überdimensionierte Wärmepumpe angeschafft werden, deren volle Leistung ohnehin nur selten gefragt wäre.
Bivalente Betriebsweise
Auch bei der bivalenten Betriebsweise versorgen zwei Wärmeerzeuger das Gebäude gemeinsam. Der Unterschied zum monoenergetischen Betrieb liegt darin, dass das zweite System konventionell ist und Öl oder Gas nutzt statt Strom. Dabei gibt es zwei Varianten.
Beim bivalent-parallelen Betrieb übernimmt die Wärmepumpe die Heizlast bei Temperaturen oberhalb des Bivalenzpunkts allein. Fällt die Temperatur darunter, schalten sich weitere Heizungen gleichzeitig dazu. Im bivalent-alternativen Betrieb hingegen wird die Wärmepumpe unterhalb des Bivalenzpunkts komplett abgeschaltet und vollständig durch eine Öl-, Gas- oder Holzheizung ersetzt.
Die bivalente Betriebsweise bietet sich vor allem dann an, wenn bereits eine Öl- oder Gasheizung im Gebäude vorhanden ist. Die Wärmepumpe kann dann kleiner dimensioniert werden und arbeitet ausschließlich in dem Temperaturbereich, in dem sie effizient läuft. Unterhalb des Bivalenzpunkts von -2 bis -4 °C übernimmt dann wieder die konventionelle Heizung. Mehr zu den verschiedenen Wärmepumpenarten und ihren Einsatzmöglichkeiten findest du in unserem Ratgeber.
Häufige Fragen zum Bivalenzpunkt
Was ist der Bivalenzpunkt einer Wärmepumpe?
Der Bivalenzpunkt ist die Außentemperatur, bei der eine Wärmepumpe genau die Heizleistung erbringt, die das Gebäude in diesem Moment benötigt. Sinkt die Temperatur weiter, reicht die Leistung der Wärmepumpe allein nicht mehr aus und ein zweiter Wärmeerzeuger muss einspringen.
Wo sollte der Bivalenzpunkt idealerweise liegen?
Das hängt vom Gebäude und der gewählten Betriebsweise ab. Im monoenergetischen Betrieb liegt der optimale Bivalenzpunkt typischerweise zwischen -5 und -9 °C. Bei bivalenten Systemen mit einer Öl- oder Gasheizung als Ergänzung wird er häufig bei etwa -2 bis -4 °C angesetzt. Entscheidend ist immer eine individuelle Heizlastberechnung.
Gilt der Bivalenzpunkt nur für Luft-Wasser-Wärmepumpen?
Im Wesentlichen ja, denn der Bivalenzpunkt ist vor allem bei Luft-Wasser-Wärmepumpen relevant, weil deren Leistung stark von der Außentemperatur abhängt. Sole-Wasser-Wärmepumpen, die Erdwärme nutzen, arbeiten gleichmäßiger, weil die Bodentemperatur konstanter ist. Dennoch spielt auch dort die Systemauslegung eine wichtige Rolle.
Was passiert, wenn keine zweite Heizung vorhanden ist?
Dann muss die Wärmepumpe monovalent ausgelegt werden, also so dimensioniert sein, dass sie auch an den kältesten Tagen des Jahres die volle Heizlast allein trägt. Das ist bei gut gedämmten Altbauten und Neubauten in vielen Fällen möglich und wirtschaftlich sinnvoll.
