Hybridvarme kombinerer fornybar energi med fossilt brensel. På grunn av deres positive miljøbalanse støtter staten både solvarmesystemer og varmepumper. Hvilke andre fordeler har hybridoppvarming?
Hybridvarme: de viktigste tingene med et øyeblikk
- Et hybridvarmesystem kombinerer et varmesystem fra fornybar energi med et drivstoffdrevet varmesystem. En varmepumpe eller et solvarmesystem fungerer sammen med et sekund, og støtter om nødvendig varmesystem, slik at nok varme er tilgjengelig selv om vinteren.
- Gass, olje eller trevarme, et kraftvarmeanlegg eller fjernvarme er mulig som støttevarme.
- Både varmen fra solvarmesystemet / varmepumpen og den fra det drivstoffdrevne varmesystemet bruker en varmeveksler til å varme opp varmevannet i en buffertank. Dette betyr at energien ikke går tapt hvis den ikke er nødvendig med en gang.
- For et solvarmesystem trenger du et tilstrekkelig stort og ideelt sørvendt takområde. For lønnsomheten til en varmepumpe er imidlertid en lav oppvarmingstemperatur viktig.
- Finansiering: Som en del av klimapakken 2020 subsidierer staten kjøp av hybridvarmesystemer.
Hva er en hybridvarmer?
Hybridvarme kombinerer konvensjonell, drivstoffdrevet oppvarmingsteknologi med solceller eller en varmepumpe. Det drivstoffdrevne delvise systemet til hybridoppvarmingen sørger for at tilstrekkelig kraft er tilgjengelig, spesielt i de sene vintermånedene. Oljeoppvarmingssystemer, gassvarmesystemer, peisovner eller pelletsvarmesystemer brukes.
Hybridvarmen kan derfor falle tilbake på flere varmesystemer og bruker fordelene med begge systemene. Det mest bærekraftige systemet, det vil si det soldrevne systemet eller varmepumpen, har alltid prioritet. Hvis det regenerative varmesystemet ikke lenger fungerer optimalt, tar den drivstoffdrevne oppvarmingen over. Avhengig av utforming, mates systemene varme inn i bufferlageret parallelt eller fungerer bare separat fra hverandre.
Bufferlagertanker kan kobles til solvarmesystemer, varmepumper og drivstoffdrevne varmesystemer.
I tillegg til alternativene som er presentert her, er andre kombinasjoner også mulige, som til og med inkluderer opptil tre typer oppvarming. For eksempel kan du betjene en varmepumpe med strøm fra solcelleanlegget ditt og også ha en gassvarmer klar som støtte.
Såkalte kraft-til-varme-systemer, som konverterer overflødig strøm fra et solcelleanlegg til varme, er foreløpig ikke veldig utbredt i Tyskland. På grunn av den nåværende klimadebatten vil de muligens spille en større rolle i fremtiden.
Eksempler på hybrid oppvarming
Tabellen nedenfor viser alternativene som er tilgjengelige for hybrid oppvarming. I de følgende avsnittene finner du en beskrivelse av de respektive teknologiene.
|
Regenerativ varmesystem |
Støttende varmesystem |
|---|---|
|
Solvarme |
Oppvarming av gass |
|
Varmepumpe |
Oljeoppvarming |
|
Peis |
|
|
Pelletsoppvarming |
|
|
Blokk-type termisk kraftstasjon |
|
|
Fjernvarme |
Regenerativ varmesystem: solvarme
Med termisk solenergi bruker du solens energi til å varme opp vann. Et solvarmesystem inneholder følgende komponenter:
- Solfangere Solfangere
består av flate eller rørsamlere med et absorberende lag som absorberer solenergi spesielt effektivt. Flatplatesamlere er firkantede paneler med et beskyttende glasslag. I rørsamlere er det imidlertid et vakuum mellom absorbereren og glasset. I begge tilfeller er det rør under absorberingslaget. De inneholder en blanding av vann og frostvæske. Solvarmen varmer denne væsken opp til 95 grader Celsius. - Varmevekslere
Disse overfører varmen fra solvæsken til oppvarmingsvannet eller til servicevannet. Avhengig av systemet er de enten spiralformede rør integrert i lagertanken (interne varmevekslere) eller platevarmevekslere som er plassert utenfor (eksterne varmevekslere). - Lagring
Bufferlagringen er en integrert del av alle solvarmesystemer. Vannet lagrer den tilførte varmen i noen dager og gjør den tilgjengelig når det er nødvendig. I et enebolig inneholder lagertanken vanligvis 400 til 1000 liter vann. - Sirkulasjonspumpe
Den strømdrevne sirkulasjonspumpen beveger solvæsken langs kretsen. Hvis lagringstanken er full, eller hvis det ikke er tilgjengelig varme, vil den ikke fungere.
Slik fungerer solvarme.
Regenerativ varmesystem: varmepumper
En varmepumpe er en termodynamisk maskin. Den bruker eiendommen til noen gasser for å fordampe selv ved lave temperaturer. Det såkalte kjølemediet absorberer varmen fra miljøet (reservoaret) og frigjør det på et høyere nivå inne i huset. Prosessen består av fire trinn:
- En kompressor komprimerer kjølemediet til høyt trykk. Kjølemediet varmes opp, men forblir gassformig.
- Kjølemediet overfører varmen til en varmeveksler og flytende. Varmeveksleren varmer i sin tur et medium. Avhengig av utformingen av varmepumpen, er dette enten luft eller vann.
- En ekspansjonsventil setter kjølemediet tilbake til sitt opprinnelige trykk og fordamper igjen.
- Det dampige, kalde kjølemediet absorberer varmen fra omgivelsene ved hjelp av en ekstra varmeveksler.
Visste du? Kjøleskap bruker samme prinsipp som varmepumper. Kjølemediet fordamper og fjerner varmen fra innsiden av kjøleskapet. Den andre varmeveksleren frigjør varmen til den omgivende luften.
Jo lavere temperaturforskjellen mellom reservoaret og interiøret, jo mer effektivt fungerer varmepumpen.
Avhengig av varmekilde og medium er varmepumper delt inn i følgende kategorier:
- Luft-til-vann-varmepumpe
Dette systemet bruker den omgivende varmen til å varme opp husholdningsvannet i varmesystemet. Den kan derfor kobles til det eksisterende varmesystemet og er billigere enn de andre variantene. Effektiviteten synker imidlertid betydelig ved lave utetemperaturer. - Salt-til-vann-varmepumper
Den geotermiske varmepumpen er den mest effektive fordi den bruker den geotermiske energien som alltid er tilgjengelig. Enten 100 meter dype geotermiske sonder eller geotermiske samlere kreves for dette. Den høye effektiviteten oppveies av kompleks planlegging, nødvendige tillatelser for sonder og høye kostnader. - Vann-vann-varmepumpe
Her tar varmepumpen varmen fra et vannreservoar. En egen brønnpumpe driver vannet fra dybder på opptil 20 meter til overflaten. - Luft-til-luft-varmepumpe
Et slikt varmesystem krever et ventilasjonssystem. Varmepumpen bruker en platevarmeveksler for å overføre innkommende luft (tilluft) til varmen fra luften som strømmer ut (avtrekksluft). Luft-til-luft-varmepumpen er derfor ikke en termodynamisk maskin i streng forstand, da den fungerer uten kjølemiddel. Det er spesielt godt egnet for passivhus.
En reversibel varmepumpe med inverterteknologi kan også brukes til kjøling om sommeren.
Historie og distribusjon i Tyskland
Solfangere er ikke en ny oppfinnelse. Selv de gamle grekerne prøvde å fokusere solstrålene og bruke dem til å varme gjenstander. På 1700-tallet bygde naturforskeren Horace-Benedict de Saussure den første solfangeren. Med den industrielle revolusjonen og fremveksten av fossile brensler var bruken av solenergi i utgangspunktet uinteressant. Det var først etter oljekrisen på 1970-tallet at forskere begynte å takle begrepet solvarme.
Derimot var oppfinnelsen av varmepumpen bare for rundt 100 år siden. På 1920-tallet kom de første kjølesystemene på markedet i USA, som også fungerte som varmepumper om vinteren. Sveits var en pioner i Europa. Allerede på slutten av 1930-tallet varmet varmepumper eller hybridsystemer offentlige rom der.
Siden politikken har fokusert på å spare karbondioksid, har hybridvarmesystemer også spredt seg i dette landet takket være statlige subsidier. I Tyskland hadde for eksempel færre enn en prosent av nybyggene i 2000 en varmepumpe. I 2018 var den allerede 41 prosent. Sammen med Sverige, Danmark og Østerrike leder Tyskland statistikken over produksjonen av de installerte varmepumpene.
Krav til installasjon av hybridvarme
Avhengig av teknologien og konfigurasjonen til hybridvarmen din, bør du vurdere de nødvendige kravene.
Krav til varmepumpe
For å kombinere hybridoppvarming med en vann-til-vann-varmepumpe trenger du grunnvann av god kvalitet på en dybde på ikke mer enn 20 meter. Hvis vannet er for sterkt forurenset med faste stoffer eller jern, vil levetiden til varmepumpen din lide. Hvis vannreservoaret er for dypt, er boring for dyrt. I tillegg må du fremvise tillatelse fra Lower Water Authority før du borer.
Det er lignende krav til en saltvannsvarmepumpe. For varianten med geotermiske sonder trenger du tillatelse fra den lokale gruvedriften og nedre vannmyndighet hvis du kan komme over grunnvann under boring. Tillatelse er ikke tillatt i drikkevannsbeskyttelsesområder. Hvis du velger geotermiske samlere, er installasjonen mindre byråkratisk, men du trenger mye plass. Som en tommelfingerregel bør du ta boarealet to.
En luft-til-luft-varmepumpe er en type klimaanlegg som gir friskhet om sommeren og varme om vinteren. Prinsippet fungerer imidlertid bare i lufttette bygninger som lavenergihus. I gamle bygninger er varmetapet gjennom bygningskonvolutten for høyt, slik at drift ikke lønner seg.
Uansett teknologi er en varmepumpe bare økonomisk hvis varmesystemets fremløpstemperatur er under 45 grader Celsius. Jo større temperaturforskjellen mellom uteluften eller reservoaret og oppvarmingsvannet, jo verre er effektiviteten. Gulvvarme og / eller andre overflatevarmesystemer er ideelle for drift av varmepumpe.
Krav til solvarme
For hybridvarme med solvarmesystem trenger du først og fremst et passende område på taket i sør, sør-øst eller sør-vest retning. Hvis du bruker solvarmen til oppvarming, bør du beregne ca 16 kvadratmeter for et enebolig med fire personer. Imidlertid avhenger den nøyaktige plassen også av andre faktorer som varmetap i huset og varmesystemet. Mini-solcelleanlegg er også egnet for mindre tak eller for å sette opp på balkonger og terrasser.
Å generere elektrisitet med solens kraft via et solsystem - for deg selv og for andre - er 100 prosent økologisk.
Støttende varmesystem
Valget av det optimale drivstoffdrevne varmesystemet i kombinasjon med en varmepumpe eller et solvarmesystem for hybridvarme, avhenger også av flere kriterier. For eksempel, for et pelletsoppvarmingssystem, trenger du et rom for å lagre pellets. Kondensvarme på gass er mer plassbesparende, men akkurat som fjernvarme må det være mulig å koble seg til det lokale nettverket. En tank er nødvendig for oppvarming av olje.
Tips: Sammenlign effektiviteten, kravene og kostnadene ved hybridoppvarming med andre typer oppvarming på et øyeblikk.
Hybrid oppvarmingseffektivitet og fordeler
Hybridvarme fungerer ekstremt effektivt og økonomisk. Den drivstoffdrevne oppvarmingen brukes bare når solvarmesystemet eller varmepumpen ikke gir nok varme. Med et godt planlagt hybridvarmesystem kan du spare opptil 40 prosent av oppvarmingskostnadene.
En annen årsak til hybridoppvarming er større uavhengighet fra fossilt brensel. Det er sant at det ikke er mulig å slippe helt drivstoffdrevet oppvarming i klimasonen vår. Du kan imidlertid dekke deler av oppvarmingsbehovet ditt med fornybar energi og blir mindre påvirket av prissvingninger på energimarkedet. Til slutt sparer et hybridvarmesystem CO 2 -utslipp. Av denne grunn belønner staten endringen.
Effektiviteten til en varmepumpe
Produsenter av varmepumper angir effektiviteten til systemene i årlige ytelsesfaktorer (JAZ). Enkelt sagt uttrykker den årlige ytelsesfaktoren forholdet mellom energien som brukes til å betjene kompressoren (strøm) og den tilførte nyttige varmen. En årlig ytelsesfaktor på 4 betyr at 100 kilowattimer strøm produserer 400 kilowattimer varme.
Den årlige ytelsesfaktoren er derfor et mål på effektiviteten til varmepumpen. Vann til vann varmepumper med en gjennomsnittlig årlig ytelseskoeffisient på 5 klarer seg best her. Salt-til-vann-varmepumper med geotermiske prober er nær 4 til 4,5. Luft-vann-varmepumper har derimot vanligvis en årlig ytelseskoeffisient på 3,5.
Effektivitet for oppvarming av tre
Moderne trevarmesystemer representerer et økologisk alternativ for å supplere solvarmesystemet eller varmepumpen. I tillegg til klassiske vedovner, er også forforgassere, pellets eller flisvarmesystemer tilgjengelig.
Denne pelletsovnen i klassisk design er bare 80 cm høy og har allerede et røykuttak.
Soloppvarmingseffektivitet
I gjennomsnitt gir et solvarmesystem mellom 30 og 35 prosent av den nødvendige varmeenergien. Det fungerer mest effektivt om våren og høsten, når det fremdeles er mange soltimer.
Parametere som takhelling og orientering samt geografisk beliggenhet påvirker solvarmens ytelse. Systemets teknologi er også avgjørende. Hvis du bruker solvarmesystemet til oppvarmingsformål, er det derfor verdt å investere i de dyrere, men mer effektive vakuumrørsamlerne.
Olje- og gassoppvarmingseffektivitet
Takket være kondenseringsteknologi er moderne olje- og gassoppvarmingssystemer spesielt energibesparende og oppnår effektivitet på 90 prosent og oppover. I motsetning til konvensjonelle kjeler bruker kondenseringskjeler varmen fra de kondenserende røykgassene som ellers slipper ut gjennom skorsteinen. Spesielt naturgass betraktes som et drivstoff med lave CO 2 -utslipp i kombinasjon med en kondenserende kjele .
Oljeoppvarmingssystemer med kondenseringsteknologi kan fortsatt installeres til slutten av 2025. Imidlertid ble alle statlige subsidier avsluttet 31. desember 2019. Moderne systemer kan fremdeles lønne seg som en del av et hybridvarmesystem.
Hybrid oppvarmingskostnader
Kjøpesummen og installasjonskostnadene for en hybridvarmer avhenger av den valgte varianten og dine oppvarmingsbehov. Tabellen nedenfor gir en oversikt over gjennomsnittlige innkjøps-, utviklings- og vedlikeholdskostnader for et system i et enebolig. I tillegg til disse utgiftene, må du også ta hensyn til utgiftene til drivstoff (olje, gass eller tre) eller bruk av fjernvarme.
|
Type oppvarming |
anskaffelseskost |
Utviklingskostnader |
Gjennomsnittlige |
|---|---|---|---|
|
Solvarmesystem |
rundt 6000 euro |
1500 til 3000 euro |
150 til 250 euro |
|
Luft-til-luft |
5000 til 10.000 euro |
2000 til 6000 euro |
50 til 100 euro |
|
Luft-til-vann- |
4.000 til 10.000 euro |
500 til 2000 euro |
50 til 100 euro |
|
Vann-til-vann- |
6000 til 12.000 euro |
Fra 4000 euro |
50 til 100 euro |
|
Saltvannsvarmepumpe |
8.000 til 12.000 euro |
Fra 7.000 euro |
50 til 100 euro |
|
Saltvannsvarmepumpe |
8.000 til 12.000 euro |
Fra 3.500 euro |
50 til 100 euro |
|
Oljekondenserende oppvarming |
6000 til 9000 euro |
1000 til 2500 euro |
150 til 250 euro |
|
Gasskondenserende oppvarming |
3000 til 6000 euro |
1000 til 2500 euro |
100 til 250 euro |
|
Pelletsoppvarming |
10.000 til 15.000 euro |
1000 til 2500 euro |
150 til 250 euro |
|
Blokk-type termisk kraftstasjon |
Fra 15.000 euro |
Fra 5000 euro |
350 til 500 euro |
Juridiske forskrifter og subsidier
Siden 1. januar 2020 har Federal Office of Economics and Export Control (BAFA) markedsført solvarmesystemer i både nye og eksisterende bygninger med opptil 30 prosent av anskaffelseskostnadene som en del av klimapakken 2020. Forutsetningene er et beregnet avkastning på minst 525 kilowattimer per kvadratmeter per år, et tilstrekkelig samleareal og et buffertlager med nok kapasitet.
Hvis du installerer et hybridvarmesystem med en varmepumpe pluss gasskombinasjon, vil du også motta et tilskudd på opptil 30 prosent av kjøpesummen inkludert installasjons- og igangkjøringskostnader. Hvis du bytter ut en oljeovn mot en hybridvarmer, øker BAFA-bonusen til opptil 40 prosent av kostnadene.