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Wärmepumpen auch in älteren Häusern zuverlässig

In dem Projekt "WPsmart im Bestand" untersuchten Wissenschaftler 56 bestehende Gebäude mit Wärmepumpen. Die Ergebnisse zeigen: Wärmepumpen sind nicht nur etwas für den Neubau.

Lesezeit: 4 Minuten

Elektrische Wärmepumpen stellen im Neubau inzwischen die dominierende Heiztechnologie dar. Doch auch in Bestandsgebäuden funktionieren sie zuverlässig und sind ökologisch vorteilhaft. Zu diesem Ergebnis kommt ein Forschungsprojekt des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE).

Weniger CO₂-Emissionen als bei Brennwertheizungen

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In dem Projekt „WPsmart im Bestand“ untersuchten die Wissenschaftler fünf Jahre lang 56 bestehende Gebäude mit Wärmepumpen. Beim Betrieb kam es nur selten zu Störungen. „Offensichtliche Fehler bei der Installation oder Parametrierung der Regler traten im Vergleich zu früheren Feldtests deutlich seltener auf. Dies ist auch auf den Zuwachs von Know-how bei Herstellern und Installateuren in den letzten zehn bis 15 Jahren zurückzuführen“, sagt Dr. Marek Miara, Koordinator Wärmepumpen am Fraunhofer ISE.

Die auf Basis der Messungen errechneten CO₂-Emissionen lagen im Vergleich zu Erdgas-Brennwertheizungen um 19 bis 57 Prozent niedriger. Und durch den weiteren Zubau von Windkraft und Photovoltaik werden sich die CO₂-Kennwerte für den Strom weiter verbessern, so dass die CO2-Emissionen weiter sinken werden. Infolgedessen erwartet das Fraunhofer ISE selbst bei einem pessimistischen Ökostromausbauszenario mittelfristig Einsparungen von mehr als 50 Prozent.

Verschiedene Systeme unter der Lupe

Wie auch im Neubau wird die Effizienz maßgeblich von der erforderlichen Heizkreistemperatur beeinflusst, die aufgrund des unterschiedlichen Heizwärmebedarfs und der Wärmeübergabesysteme eine große Bandbreite aufweist.Das Fraunhofer ISE konnte 41 Wärmepumpen mit gleichem Auswertzeitraum und einheitlicher Bilanzgrenze auswerten. Für den Zeitraum Juli 2018 bis Juni 2019 hat das Institut 29 Außenluft-Wärmepumpen zur Raumheizung und Trinkwassererwärmung analysiert. Die Anlagen erreichten Jahresarbeitszahlen (JAZ) von 2,5 bis 3,8. Der Mittelwert lag bei 3,1. Zwei Ausreißer mit besonders guten JAZ wurden bei der Berechnung nicht berücksichtigt. Bei den zwölf Erdreich-Wärmepumpen ermittelten die Forscher JAZ zwischen 3,3 und 4,7 bei einem Mittelwert von 4,1. Bei den Erdwärmepumpen wurde ein negativer Ausreißer nicht berücksichtigt.

Die maximal zur Raumheizung erforderlichen Vorlauftemperaturen lagen für die 27 Außenluft-Wärmepumpen im Mittel bei knapp 44 Grad Celsius, bei den elf Erdreich-Wärmepumpen waren es etwas über 45 Grad Celsius (jeweils ohne Ausreißer). „Im Bestandsgebäudebereich werden oft die erforderlichen Heizkreistemperaturen im Normauslegungspunkt diskutiert, also die Heizkreistemperaturen bei sehr geringen Außentemperaturen um minus zwölf bis minus 16 Grad Celsius“, so Miara. So bitterkalte Tage treten jedoch nur äußerst selten auf. „Ausschlaggebend für die Effizienz sind daher vor allem die erforderlichen Temperaturen, wenn am meisten geheizt wird, also bei Temperaturen knapp über null Grad Celsius“, erklärt der Wärmepumpen-Experte.

Elektroheizstäbe nur selten in Betrieb

Die Energieverbräuche der Elektroheizstäbe, die bei besonders kalten Temperaturen die Wärmepumpe unterstützen, spielen bei den vermessenen Anlagen eine untergeordnete Rolle. Bezogen auf alle mit Elektroheizstab ausgestatteten Außenluft-Wärmepumpen (24 von 29) betrug der Anteil der Heizstabsarbeit 1,9 Prozent. Ein relevanter Heizstabbetrieb wurde lediglich infolge falscher Parametrierung, bei Defekten oder infolge von Legionellenvermeidung gemessen. Bei den Erdreich-Wärmepumpen nahmen nur zwei von zwölf Anlagen die Heizstäbe überhaupt in Betrieb.

Alter des Gebäudes nicht relevant

Die Nutzung von Wärmepumpen im Gebäudebestand ist trotzdem kein Selbstläufer. „Ein erfolgreicher Betrieb hängt nicht nur von der Qualität und Effizienz der Wärmepumpe ab, sondern auch vom energetischen Niveau des Gebäudes und vom installierten Wärmeübergabesystem“, betont Miara. Das Alter des Gebäudes ist nach den im Projekt erhobenen Daten dagegen nicht relevant. Auch ein Umstieg auf Flächenheizsysteme ist nicht zwangsläufig erforderlich, da die Ergebnisse zeigen, dass auch Heizkörper mit vergleichsweise geringen Temperaturen betrieben wurden. Auf dem Markt werden inzwischen Heizkörper angeboten, die bei gleichem Platzbedarf wesentlich geringere Heizkreistemperaturen benötigen. "Der Gesamterfolg hängt von einer guten Planung und sorgfältigen Installation ab", resümiert Miara. Die im Projekt untersuchten Häuser sind zwischen 15 und 170 Jahre alt. Die vor der ersten Wärmeschutzverordnung 1979 errichteten Gebäude wurden in unterschiedlichem Ausmaß saniert, während die eher seltenen Sanierungsmaßnahmen bei den jüngeren Gebäuden kaum Einfluss auf die energetische Qualität der Gebäudehülle hatten.

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