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Monovalent, bivalent: Betriebsweisen einer Heizung
Monovalent, bivalent, multivalent oder monoenergetisch? Geht es um die Betriebsweisen einer Heizung, gibt es eine Vielzahl an Begriffen. Aber was unterscheidet diese eigentlich voneinander und worauf kommt es bei der Planung der Heizsysteme an? Wir erläutern die unterschiedlichen Begriffe und geben Antworten auf die wichtigsten Fragen.
Die Themen im Überblick
Monovalent und bivalent: Die Begriffe einfach erklärt
Geht es um die Betriebsweise einer Heizungsanlage, sprechen Experten oft von monovalenten, bivalenten oder multivalenten Systemen. Im Grunde geht es dabei lediglich um Anlagen, die aus einem Kessel oder mehreren Wärmeerzeugern bestehen.
Monovalente Betriebsweise einer Heizung
Eine Heizungsanlage arbeitet monovalent, wenn der Kessel den Wärmebedarf im Haus ganz allein deckt. Dabei handelt es sich um die Standardlösung, die heute in den meisten Gebäuden im Einsatz ist. Der Kessel kann dabei zum Beispiel eine Gasheizung, eine Ölheizung oder auch eine Umweltheizung sein. Wichtig ist, dass er keinen zusätzlichen Wärmeerzeuger benötigt.
Die Anlagen kommen in der Regel ohne Pufferspeicher aus (Ausnahmen: Holzheizung und Wärmepumpe) und sind im Vergleich eher kompakt. Außerdem bestehen an die Planung einer Heizung für die monovalente Betriebsweise geringere Anforderungen.
Die bivalente Heizungsbetriebsweise
Eine Heizung arbeitet im bivalenten Betrieb, wenn zwei Wärmeerzeuger den Wärmebedarf im Haus gemeinsam decken. Dabei können sie entweder parallel oder alternativ arbeiten.
Ist die Heizungsbetriebsweise bivalent parallel, unterstützt ein sogenannter Spitzenlastkessel den Grundlastwärmeerzeuger ab einer bestimmten Auslegungstemperatur. Das heißt: Unterschreitet die Außentemperatur einen vorher eingestellten Wert, arbeiten beide Wärmeerzeuger gemeinsam. Im bivalent alternativen Betrieb ist das anders. Hier ersetzt der Spitzenlastkessel die Grundlastheizung. Zur gleichen Zeit ist also immer nur ein Wärmeerzeuger in Betrieb.
Für den bivalenten Betrieb einer Heizung sind bereits bei der Planung einige Punkte zu beachten. So müssen Experten den sogenannten Bivalenzpunkt genau bestimmen. Dabei handelt es sich am Beispiel einer bivalenten Wärmepumpe um die Außentemperatur, bis zu der die Umweltheizung optimal allein arbeiten kann. Wird der Bivalenzpunkt (also eine definierte Außentemperatur) unterschritten, schaltet sich der Spitzenlastkessel ein.
Multivalente Betriebsweise einer Heizung
Die Vorsilbe „Multi“ steht für viel oder vielfach. So setzt die multivalente Betriebsweise einer Heizung auf mehr als zwei Wärmeerzeuger. In der Regel können diese dabei parallel arbeiten. Sie sind über einen Pufferspeicher miteinander verbunden und stellen Wärme meist besonders effizient und umweltfreundlich bereit. Damit alle Wärmeerzeuger ungestört nebeneinander (parallel) arbeiten können, erfordert die multivalente Betriebsweise eine besonders ausgereifte Planung.
Sonderfall: Bivalent und monoenergetisch
Nun ist klar, was die Begriffe monovalent, bivalent und multivalent in Zusammenhang mit der Heizung bedeuten. Was ist aber, wenn eine Anlage bivalent monoenergetisch arbeiten soll? In diesem Fall sind zwei Wärmeerzeuger im Einsatz, die auf den gleichen Rohstoff setzen. Bei der Kombination eines Blockheizkraftwerks (BHKW) und einer Gastherme könnte das zum Beispiel Erdgas sein. Üblich ist aber auch der Einsatz von Strom für eine bivalente Wärmepumpe und einen ergänzenden Heizstab.
Praktische Beispiele zur Heizungsbetriebsweise
In der Praxis kommen alle beschriebenen Heizungsbetriebsweisen immer wieder zum Einsatz. Die folgende Tabelle zeigt typische Beispiele und erklärt, wie diese funktionieren.
| HEIZUNGSBETRIEBSWEISE | WÄRMEERZEUGER | FUNKTION |
|---|---|---|
| Monovalent | Kombitherme für Gas | Ein kompaktes Heizgerät versorgt die Räume im Haus und das Trinkwasser mit ausreichend Wärme. |
| Bivalent alternativ | Hybridheizung aus Wärmepumpe mit Gastherme | Die bivalente Wärmepumpe versorgt das Haus bis zum Bivalenzpunkt allein mit Wärme. Wird es draußen kälter, schaltet sie sich ab. Eine kompakte Gastherme nimmt den Betrieb auf und beheizt Räume sowie Trinkwasser von da an allein. |
| Bivalent parallel | Hybridheizung aus Gastherme mit Solarthermie | Scheint die Sonne, speist die Solaranlage thermische Energie in das Heizsystem ein. Die Gasheizung deckt automatisch den offenen Wärmebedarf. Abhängig vom solaren Angebot können beide Wärmeerzeuger zeitgleich arbeiten. |
| Bivalent monoenergetisch | bivalente Wärmepumpe mit Elektroheizstab | Die bivalente Wärmepumpe liefert immer Wärme, um den Bedarf im Haus zu decken. Übersteigt dieser die Leistungsfähigkeit der Umweltheizung, schaltet sich ein Elektroheizstab zu. Beide Systeme nutzen dabei elektrische Energie, um Wärme bereitzustellen. |
| Multivalent | Hybridheizung aus Gastherme, Solarthermie und wasserführendem Kaminofen | Die Solaranlage speist die geerntete Sonnenwärme immer in das Heizsystem ein. Nutzen Verbraucher den Kamin, gibt auch dieser einen Teil der Verbrennungswärme an das Heizsystem ab. Die Gasheizung deckt dann den offenen Bedarf, um die Heizlast im Gebäude zu jeder Zeit komplett decken zu können. |
Wichtig zu wissen: Vor allem dann, wenn Systeme bivalent oder multivalent arbeiten, ist in vielen Fällen auch ein ausreichend groß dimensionierter Wärmespeicher nötig. Dieser ermöglicht es aber auch, einzelne Wärmeerzeuger unkompliziert auszutauschen oder neue in das Heizsystem zu integrieren.
Fazit von Alexander Rosenkranz
Eine Heizungsanlage kann aus einem oder mehreren Wärmeerzeugern bestehen. Gibt es nur einen Kessel, sprechen Experten von der monovalenten Betriebsweise. Bei mehr als zwei Wärmeerzeugern handelt es sich um den bivalenten Betrieb. Ein Beispiel dafür ist die bivalente Wärmepumpe mit Gastherme zur Abdeckung der Spitzenlast. Gibt es mehr als zwei Wärmequellen, ist hingegen die Rede von der multivalenten Betriebsweise.
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