Der Bivalenzpunkt ist die Außentemperatur, unterhalb derer eine Luftwärmepumpe den gesamten Wärmebedarf des Gebäudes nicht mehr allein deckt und die Unterstützung einer zweiten Quelle — meist eines elektrischen Heizstabs — benötigt. Eine fehlerhafte Bestimmung dieses Punkts ist eine der häufigsten Ursachen für überhöhte Energiekosten bei scheinbar korrekt ausgelegten Anlagen.
Warum die Katalogleistung nicht ausreicht
Das Datenblatt gibt die Heizleistung der Wärmepumpe meist für die Bedingungen A7/W35 an — also 7°C Außenlufttemperatur. Dies ist ein Referenzwert zum Vergleich von Geräten untereinander, kein Parameter, auf dem die Auslegung für ein konkretes Gebäude beruhen kann. Mit sinkender Außentemperatur sinkt die Verdichterleistung, während der Wärmebedarf des Gebäudes steigt — diese beiden Kurven schneiden sich genau im Bivalenzpunkt.
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So bestimmen Sie den Bivalenzpunkt für ein konkretes Objekt
Die korrekte Bestimmung des Bivalenzpunkts erfordert den Vergleich zweier Kurven: der tatsächlichen Leistungskennlinie des Geräts als Funktion der Außentemperatur (Herstellerdaten für den vollen Bereich, nicht nur den A7-Punkt) sowie des berechneten Wärmeverlusts des Gebäudes für die Klimazone, in der sich das Objekt befindet, bei der für diese Zone geltenden Auslegungstemperatur.
- Für Zone II (Auslegungstemperatur −18°C) liegt der Bivalenzpunkt eines gut ausgelegten Monosystems meist zwischen −12°C und −7°C.
- Ein zu hoch angesetzter Bivalenzpunkt bedeutet häufigen Betrieb des elektrischen Heizstabs — ein scheinbar günstigeres Gerät erzeugt höhere Stromkosten.
- Ein zu niedrig angesetzter Punkt erzwingt eine Überdimensionierung des Verdichters, was die Teillasteffizienz über den größten Teil der Heizsaison verschlechtert.
Einfluss der Kaskadenarchitektur
Bei Kaskadensystemen wird der Bivalenzpunkt anders berechnet als bei einer Einzeleinheit — jede zusätzliche in Betrieb gehende Einheit verschiebt die effektive Leistungskurve des Systems, was eine Senkung des Bivalenzpunkts des gesamten Systems ohne Überdimensionierung eines einzelnen Geräts ermöglicht. Dies ist einer der Gründe, warum wir bei Gewerbeobjekten häufiger Kaskaden als einzelne Hochleistungsgeräte planen.
Zonenregelung und der tatsächliche Betrieb im Bivalenzpunkt
Selbst ein korrekt bestimmter Bivalenzpunkt garantiert ohne präzise Regelung auf der Wärmeabnahmeseite keine erwarteten Einsparungen. Bei Anlagen mit Fußbodenheizung sind zusätzliche, in den einzelnen Zonen montierte Temperaturfühler sowie Stellantriebe an den Verteilerkreisen Standard in unseren Projekten — sie übermitteln dem Regler den tatsächlichen thermischen Zustand des Raums, nicht nur die Vorlauftemperatur. Ohne diese Messebene kann das Gerät korrekt arbeiten, während die Zonen dennoch ungleichmäßig überhitzen oder auskühlen.