Hybridvarme kombinerer vedvarende energi med fossile brændstoffer. På grund af deres positive øko-balance understøtter staten både solvarmesystemer og varmepumper. Hvilke andre fordele har hybridopvarmning?
Hybrid opvarmning: et overblik over de vigtigste ting
- Et hybridvarmesystem kombinerer et varmesystem fra vedvarende energi med et brændstofdrevet varmesystem. En varmepumpe eller et solvarmesystem arbejder sammen med et andet, der understøtter varmesystemet, hvis det kræves, så der er nok varme til rådighed selv om vinteren.
- Gas, olie eller træ opvarmning, en kombineret varme- og kraftenhed eller fjernvarme er mulig som understøttende opvarmning.
- Både varmen fra solvarmesystemet / varmepumpen og den fra det brændstofdrevne varmesystem bruger en varmeveksler til at varme opvarmningsvandet i en bufferlagertank. Det betyder, at energien ikke går tabt, hvis den ikke er nødvendig med det samme.
- For et solvarmesystem har du brug for et tilstrækkeligt stort og ideelt sydvendt tagareal. For rentabiliteten af en varmepumpe er en lav fremløbstemperatur imidlertid afgørende.
- Finansiering: Som en del af klimapakken 2020 subsidierer staten køb af hybridvarme.
Hvad er en hybridvarmer?
Hybridvarme kombinerer konventionel, brændstofdrevet opvarmningsteknologi med solceller eller en varmepumpe. Det brændstofdrevne delvise system af hybridopvarmningen sikrer, at der er tilstrækkelig strøm til rådighed, især i de sene vintermåneder. Olieopvarmningssystemer, gasopvarmningssystemer, pejseovne eller pelletsopvarmningssystemer anvendes.
Hybridvarmen kan derfor falde tilbage på flere varmesystemer og bruger fordelene ved begge systemer. Det mest bæredygtige system, dvs. det soldrevne system eller varmepumpen, har altid prioritet. Hvis det regenerative varmesystem ikke længere fungerer optimalt, overtager den brændstofdrevne opvarmning. Afhængigt af designet tilfører systemet varmen parallelt i bufferlageret eller fungerer kun separat fra hinanden.
Bufferlagertanke kan tilsluttes solvarmesystemer, varmepumper og brændstofdrevne varmesystemer.
Ud over de muligheder, der præsenteres her, er andre kombinationer også mulige, som endda inkluderer op til tre typer opvarmning. For eksempel kan du betjene en varmepumpe med elektriciteten fra dit solcelleanlæg og også have en gasvarmer klar som støtte.
Såkaldte kraft-til-varmesystemer, der omdanner overskydende elektricitet fra et solcelleanlæg til varme, er endnu ikke særlig udbredt i Tyskland. På grund af den aktuelle klimadebat vil de muligvis spille en større rolle i fremtiden.
Eksempler på hybrid opvarmning
Følgende tabel viser de tilgængelige muligheder for hybrid opvarmning. I de følgende afsnit finder du en beskrivelse af de respektive teknologier.
|
Regenerativ varmesystem |
Støttende varmesystem |
|---|---|
|
Solvarme |
Gasopvarmning |
|
Varmepumpe |
Opvarmning af olie |
|
Ildsted |
|
|
Pelletsopvarmning |
|
|
Blok-type termisk kraftværk |
|
|
Fjernvarme |
Regenerativ varmesystem: solvarme
Med termisk solenergi bruger du solens energi til opvarmning af vand. Et solvarmesystem indeholder følgende komponenter:
- Solfangere Solfangere
består af flade eller røropsamlere med et absorberende lag, der absorberer solenergi særligt effektivt. Flade pladesamlere er firkantede paneler med et beskyttende glaslag. I røropsamlere er der imidlertid et vakuum mellem absorberen og glasset. I begge tilfælde er der rør under absorberingslaget. De indeholder en blanding af vand og frostvæske. Solens varme varmer denne væske op til 95 grader Celsius. - Varmevekslere
Disse overfører varmen fra solvæsken til opvarmningsvandet eller til servicevandet. Afhængigt af systemet er de enten spiralformede rør integreret i lagertanken (interne varmevekslere) eller pladevarmevekslere, der er placeret udenfor (eksterne varmevekslere). - Opbevaring
Buffertopbevaring er en integreret del af ethvert solvarmesystem, det medium vand lagrer den leverede varme i et par dage og gør den tilgængelig, når det er nødvendigt. I et enfamiliehus indeholder lagertanken normalt 400 til 1.000 liter vand. - Cirkulationspumpe
Den kraftdrevne cirkulationspumpe flytter solvæsken langs kredsløbet. Hvis opbevaringstanken er fyldt, eller hvis der ikke er nogen varme til rådighed, fungerer den ikke.
Sådan fungerer solvarme.
Regenerativ varmesystem: varmepumper
En varmepumpe er en termodynamisk maskine. Det bruger egenskaberne hos nogle gasser til at fordampe selv ved lave temperaturer. Det såkaldte kølemiddel absorberer varmen fra miljøet (reservoir) og frigiver det på et højere niveau inde i huset. Processen består af fire trin:
- En kompressor komprimerer kølemidlet til et højt tryk. Kølemidlet opvarmes, men forbliver gasformigt.
- Kølemidlet overfører varmen til en varmeveksler og flydende. Varmeveksleren varmer til gengæld et medium. Afhængigt af varmepumpens design er dette enten luft eller vand.
- En ekspansionsventil sætter kølemidlet tilbage til dets oprindelige tryk og fordamper igen.
- Det dampige, kolde kølemiddel absorberer varmen fra omgivelserne ved hjælp af en anden varmeveksler.
Vidste du? Køleskabe bruger samme princip som varmepumper. Kølemidlet fordamper og fjerner varmen fra indersiden af køleskabet. Den anden varmeveksler frigiver varmen til den omgivende luft.
Jo mindre temperaturforskellen mellem reservoiret og det indvendige, jo mere effektivt fungerer varmepumpen.
Afhængigt af varmekilde og medium er varmepumper opdelt i følgende kategorier:
- Luft-til-vand-varmepumpe
Dette system bruger den omgivende varme til at opvarme husholdningsvandet i varmesystemet. Det kan derfor tilsluttes det eksisterende varmesystem og er billigere end de andre varianter. Effektiviteten falder dog betydeligt ved lave udetemperaturer. - Saltvand-til-vand-varmepumper
Den geotermiske varmepumpe er den mest effektive, fordi den bruger den geotermiske energi, der altid er tilgængelig. Enten 100 meter dybe geotermiske sonder eller geotermiske samlere kræves til dette. Den høje effektivitetsgrad opvejes af kompleks planlægning, nødvendige tilladelser til sonderne og høje omkostninger. - Vand-vand-varmepumpe
Her tager varmepumpen varmen fra et vandreservoir. En separat brøndpumpe driver vandet fra dybder på op til 20 meter til overfladen. - Luft-til-luft-varmepumpe
Et sådant varmesystem kræver et ventilationssystem. Varmepumpen bruger en pladevarmeveksler til at overføre luften, der strømmer ind (tilluft) til varmen fra den luft, der strømmer ud (udsugningsluft). Luft-luft-varmepumpen er derfor ikke en termodynamisk maskine i streng forstand, da den fungerer uden kølemiddel. Det er især velegnet til passive huse.
En reversibel varmepumpe med inverterteknologi kan også bruges til køling om sommeren.
Historie og distribution i Tyskland
Solfangere er ikke en ny opfindelse. Selv de gamle grækere forsøgte at fokusere solens stråler og bruge dem til at opvarme genstande. I det 18. århundrede byggede naturvidenskabsmanden Horace-Benedict de Saussure den første solfanger. Med den industrielle revolution og fremkomsten af fossile brændstoffer var brugen af solenergi oprindeligt uinteressant. Det var først efter oliekrisen i 1970'erne, at forskere begyndte at kæmpe med begrebet solvarme.
I modsætning hertil var opfindelsen af varmepumpen kun omkring 100 år siden. De første kølesystemer kom på markedet i USA i 1920'erne og fungerede også som varmepumper om vinteren. Schweiz var en pioner i Europa. Allerede i slutningen af 1930'erne opvarmede varmepumper eller hybridsystemer offentlige rum der.
Da besparelsen af kuldioxid er flyttet ind i fokus for politik, har hybridvarmesystemer også spredt sig i dette land takket være statsstøtte. I 2000 havde mindre end en procent af de nye bygninger i Tyskland en varmepumpe. I 2018 var det allerede 41 procent. Sammen med Sverige, Danmark og Østrig fører Tyskland statistikken over produktionen af de installerede varmepumper.
Krav til installation af hybridopvarmning
Afhængig af teknologien og konfigurationen af din hybridopvarmning, skal du overveje de nødvendige krav.
Krav til en varmepumpe
For at kombinere hybridopvarmning med en vand-til-vand-varmepumpe har du brug for grundvand af god kvalitet i en dybde på højst 20 meter. Hvis vandet er for stærkt forurenet med faste stoffer eller jern, vil varmepumpens levetid lide. Hvis vandbeholderen er for dyb, er boring for dyr. Derudover skal du fremvise tilladelse fra Nedre Vandmyndighed inden boring.
Der er lignende krav til en saltvandsvarmepumpe. For varianten med geotermiske prober har du brug for en tilladelse fra den lokale minedrift og den lavere vandmyndighed, hvis du kunne komme på grundvand under boring. Tilladelse er ikke tilladt i områder med beskyttelse af drikkevand. Hvis du vælger geotermiske samlere, er installationen mindre bureaukratisk, men du har brug for meget plads. Som en tommelfingerregel skal du gange boligarealet med to.
En luft-til-luft-varmepumpe er en type klimaanlæg, der giver friskhed om sommeren og varme om vinteren. Imidlertid fungerer princippet kun i lufttætte bygninger såsom lavenergihuse. I gamle bygninger er varmetabet gennem bygningskonvolutten for højt, så det ikke er umagen værd.
Uanset teknologi er en varmepumpe kun økonomisk, hvis varmesystemets fremløbstemperatur er under 45 grader Celsius. Jo større temperaturforskellen mellem udeluften eller reservoiret og opvarmningsvandet er, desto værre er effektiviteten. Gulvvarme og andre overfladevarmesystemer er ideelle til drift af varmepumpe.
Krav til solvarme
For et hybridvarmesystem med et solvarmesystem har du primært brug for et passende område på taget i retning syd, sydøst eller sydvest. Hvis du bruger solvarmen til opvarmning, skal du beregne ca. 16 kvadratmeter for et enfamiliehus med fire personer. Den nøjagtige plads, der kræves, afhænger dog også af andre faktorer såsom varmetab i huset og varmesystemet. Mini solcelleanlæg er også velegnet til mindre tage eller til opsætning på altaner og terrasser.
At generere elektricitet med solens kraft via et solsystem - for dig selv og for andre - er 100 procent økologisk.
Støttende varmesystem
Valget af det optimale brændstofdrevne varmesystem i kombination med en varmepumpe eller et solvarmesystem til hybridopvarmning afhænger også af flere kriterier. For eksempel til et pelletsopvarmningssystem har du brug for et rum til opbevaring af pellets. Gaskondenserende varme sparer plads, men ligesom med fjernvarme skal det være muligt at oprette forbindelse til det lokale netværk. Der kræves en tank til olieopvarmning.
Tip: Sammenlign effektiviteten, kravene og omkostningerne ved hybrid opvarmning med andre typer opvarmning på et øjeblik.
Hybrid varmeeffektivitet og fordele
Hybridvarme fungerer ekstremt effektivt og økonomisk. Den brændstofdrevne opvarmning bruges kun, når solvarmesystemet eller varmepumpen ikke giver tilstrækkelig varme. Med et velplanlagt hybridvarmesystem kan du spare op til 40 procent af dine varmeomkostninger.
En anden grund til hybrid opvarmning er den større uafhængighed af fossile brændstoffer. Det er sandt, at det ikke er muligt at undlade fuldstændig brændstofdrevet opvarmning i vores klimazone. Du kan dog dække en del af dine varmebehov med vedvarende energi og er mindre påvirket af prisudsving på energimarkedet. I sidste ende sparer et hybridvarmesystem CO 2 -emissioner. Af denne grund belønner staten ændringen.
Effektivitet af en varmepumpe
Producenter af varmepumper angiver systemernes effektivitet i årlige præstationsfaktorer (JAZ). Kort sagt udtrykker den årlige præstationsfaktor forholdet mellem den energi, der bruges til at betjene kompressoren (elektricitet), og den tilførte varme. En årlig præstationsfaktor på 4 betyder, at 100 kilowatt timer el producerer 400 kilowatt timer varme.
Den årlige præstationsfaktor er derfor et benchmark for varmepumpens effektivitet. Vand til vand varmepumper med en gennemsnitlig årlig ydelseskoefficient på 5 klarer sig her bedst. Saltvand-til-vand-varmepumper med geotermiske sonder er tæt på 4 til 4,5. Luft-vand-varmepumper har derimod normalt en årlig ydelseskoefficient på 3,5.
Effektivitet i træopvarmning
Moderne trævarmesystemer er en økologisk mulighed for at supplere solvarmesystemet eller varmepumpen. Udover klassiske brændeovne er der også brændeforgasere, pellets eller flisopvarmningssystemer tilgængelige.
Denne pilleovn i klassisk design er kun 80 cm høj og har allerede et røgudtag.
Solopvarmningseffektivitet
I gennemsnit leverer et solvarmesystem mellem 30 og 35 procent af den krævede varmeenergi. Det fungerer mest effektivt om foråret og efteråret, når der stadig er mange solskinstimer.
Parametre som taghældning og orientering samt geografisk placering påvirker solvarmens ydeevne. Systemets teknologi er også afgørende. Hvis du bruger solvarmesystemet til opvarmningsformål, er det derfor umagen værd at investere i de dyrere, men mere effektive vakuumrørsamlere.
Olie- og gasopvarmningseffektivitet
Takket være kondenseringsteknologi er moderne olie- og gasopvarmningssystemer særligt energibesparende og opnår effektivitet på 90 procent og derover. I modsætning til konventionelle kedler bruger kondenserende kedler varmen fra de kondenserende røggasser, der ellers slipper ud gennem skorstenen. Især naturgas betragtes som et brændstof med lave CO 2 -emissioner i kombination med en kondenserende kedel .
Olieopvarmningssystemer med kondenserende teknologi kan stadig installeres indtil udgangen af 2025. Imidlertid sluttede alle statstilskud den 31. december 2019. Moderne systemer kan stadig være umagen værd som en del af et hybridvarmesystem.
Hybrid opvarmningsomkostninger
Købsprisen og installationsomkostningerne for en hybridvarmer afhænger af den valgte variant og dine varmebehov. Følgende tabel giver en oversigt over de gennemsnitlige omkostninger til køb, udvikling og vedligeholdelse af et system i et enfamiliehus. Ud over disse udgifter skal du også tage højde for udgifterne til brændstof (olie, gas eller træ) eller brugen af fjernvarme.
|
Type opvarmning |
anskaffelsesomkostninger |
Udviklingsomkostninger |
Gennemsnitlige |
|---|---|---|---|
|
Solvarmesystem |
omkring 6.000 euro |
1.500 til 3.000 euro |
150 til 250 euro |
|
Luft-til-luft |
5.000 til 10.000 euro |
2.000 til 6.000 euro |
50 til 100 euro |
|
Luft-til-vand |
4.000 til 10.000 euro |
500 til 2.000 euro |
50 til 100 euro |
|
Vand-til-vand |
6.000 til 12.000 euro |
Fra 4.000 euro |
50 til 100 euro |
|
Saltvand-til-vand- |
8.000 til 12.000 euro |
Fra 7.000 euro |
50 til 100 euro |
|
Saltvand-til-vand- |
8.000 til 12.000 euro |
Fra 3.500 euro |
50 til 100 euro |
|
Oliekondenserende opvarmning |
6.000 til 9.000 euro |
1.000 til 2.500 euro |
150 til 250 euro |
|
Gaskondenserende opvarmning |
3.000 til 6.000 euro |
1.000 til 2.500 euro |
100 til 250 euro |
|
Pelletsopvarmning |
10.000 til 15.000 euro |
1.000 til 2.500 euro |
150 til 250 euro |
|
Blok-type termisk kraftværk |
Fra 15.000 euro |
Fra 5.000 euro |
350 til 500 euro |
Juridiske regler og subsidier
Siden 01.01.2020 har Federal Office of Economics and Export Control (BAFA) promoveret solvarmesystemer i både nye og eksisterende bygninger med op til 30 procent af anskaffelsesomkostningerne som en del af klimapakken 2020. Forudsætningerne er et beregnet udbytte på mindst 525 kilowattimer pr. Kvadratmeter om året, et tilstrækkeligt samlerareal og en bufferlagertank med tilstrækkelig kapacitet.
Hvis du installerer et hybridvarmesystem med en varmepumpe plus gaskombination, modtager du også et tilskud på op til 30 procent af købsprisen inklusive installations- og idriftsættelsesomkostninger. Hvis du bytter en olievarmer til en hybridvarmer, stiger BAFA-bonusen til op til 40 procent af de afholdte omkostninger.
