Wärmepumpen auch für alte Gebäude sinnvoll

Wärmepumpen sind auch für alte Gebäude ökologisch sinnvoll und eine verlässliche Alternative. Das ist die Quintessenz einer Untersuchung des Fraunhofer Instituts für solare Energiesysteme ISE. Wie das Institut mitteilte, untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dafür 56 bestehende Gebäude mit Wärmepumpen. Das Projekt lief über fünf Jahre bis Mitte 2019 mit Mitteln des Bundeswirtschaftsministeriums.

Einwandfrei funktioniert

Im Neubau sind Wärmepumpen Standard. Doch auch in alten Häusern machen sie viel Sinn. „Die Wärmepumpen in unserem Forschungsprojekt liefern die gewünschte Wärme zuverlässig, es gab kaum Betriebsstörungen“. Das sagt Marek Miara, Koordinator Wärmepumpen am Fraunhofer ISE. „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.“ Dennoch bestehe weiteres Verbesserungspotenzial. Das betreffe etwa die weitere Qualitätssicherungsmaßnahmen bei Installation und Betrieb, unterstützt durch Möglichkeiten der Digitalisierung.

Klimafreundlicher als fossile Heizung

Klimafreundlicher als fossile Heizungen seien die untersuchten Wärmepumpen auch. Im Jahr 2018 lagen die auf Basis der Messungen errechneten Kohlendioxid-Emissionen der vermessenen Außenluft-Wärmepumpen um 19 bis 47 Prozent niedriger als dies bei Wärmeversorgung der gleichen Gebäude mit Gas-Brennwertheizungen der Fall gewesen wäre. Bei den Erdreich-Wärmepumpen lagen die entsprechenden Werte sogar bei 39 bis 57 Prozent. Und durch den weiteren Zubau von Windkraft und Photovoltaik würden sich die CO₂-Kennwerte für den Strom weiter verbessern. Infolgedessen seien mittelfristig CO2-Einsparungen von mehr als 50 Prozent zu erwarten.

Für den Zeitraum Juli 2018 bis Juni 2019 habe 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. Bei den zwölf Erdreich-Wärmepumpen ermittelten die Forscherinnen und Forscher JAZ zwischen 3,3 und 4,7 bei einem Mittelwert von 4,1.

Die maximal zur Raumheizung erforderlichen Vorlauftemperaturen lagen für die 27 Außenluft-Wärmepumpen im Mittel bei knapp 44 Grad Celsius. Bei den elf Erdreich-Wärmepumpen seien es im Vergleich etwas über 45 Grad Celsius gewesen. Ausschlaggebend für die Effizienz seien dabei vor allem die erforderlichen Temperaturen, wenn am meisten geheizt wird, also bei Temperaturen knapp über null Grad Celsius. Seltene Extreme fielen in der Jahresbilanz kaum ins Gewicht.

Elektroheizstäbe kaum nötig

Die Energieverbräuche der Elektroheizstäbe, die bei besonders kalten Temperaturen die Wärmepumpe unterstützen, spielen bei den vermessenen Anlagen eine untergeordnete Rolle.

Die Nutzung von Wärmepumpen im Gebäudebestand sei nichtsdestotrotz kein Selbstläufer. Sie hänge der erfolgreiche Betrieb vor allem von äußeren Faktoren ab. „Dazu gehört vor allem das energetische Niveau des Gebäudes und das installierte Wärmeübergabesystem“, so Miara. Das Alter des Gebäudes sei dagegen nach den im Projekt erhobenen Daten nicht relevant.

Auch ein Umstieg auf Flächenheizsysteme sei nicht zwangsläufig erforderlich. Denn Wärmepumpen eigneten sich auch für Heizkörper mit vergleichsweise geringen Temperaturen. „Der Gesamterfolg hängt von einer guten Planung und sorgfältigen Installation ab«, resümiert Miara. Heizungsinstallateuren und Planern komme daher eine zentrale Rolle zu.

Auch geeignet für smart grids

Das Fraunhofer ISE untersuchte in dem Projekt auch die Einbindung elektrischer Wärmepumpen in ein intelligentes Stromnetz. Simulationsrechnungen hätten dabei die Zweckmäßigkeit der intelligenten Ansteuerung bestätigt. Außerdem wiesen sie für eine Poolgröße ab 250 Wärmepumpen eine reproduzierbare Laständerung nach.

Von 2020 bis 2022 will das Institut noch einmal Wärmepumpen-Know-how sammeln: Anfang des Jahres startete das neu Forschungsprojekt »WP-Qualitätssicherung im Bestand«. Unter der Leitung des Fraunhofer ISE fände mit vielen Partnern eine Feldmessung mit bis zu 100 Elektro-Wärmepumpen im Einfamilienhausbestand statt. Im Mittelpunkt stehe die Qualitätssicherung für einen effizienten Wärmepumpenbetrieb. Interessierte Hauseigentümer können sich hier bis Ende September 2020 registrieren. Gesucht werden Gebäude, die älter als 15 Jahre sind.

28.7.2020 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH