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Funktionieren Wärmepumpen auch in Altbauten: Das Fraunhofer-Institut klärt auf - EFAHRER.com

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Funktionieren Wärmepumpen auch in Altbauten: Das Fraunhofer-Institut klärt auf

17. März 2023 | Aslan Berse
Wärmepumpen für ältere Häuser: Experten geben Entwarnung

In einem Feldversuch fand das Fraunhofer-Institut heraus, dass Wärmepumpen auch Altbauten effizient mit Wärme versorgen können. Die Ergebnisse der Studie erklärten, auf was man beim Betrieb der Wärmeerzeuger Rücksicht nehmen sollte.

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Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat in einem Feldversuch die Effizienz von Wärmepumpen im Betrieb untersucht. Bei dem ausführlichen Feldversuch wertete das Forschungsinstitut unter anderem 41 Wärmepumpen in Altbauten aus. Das Ergebnis ist eindeutig: Auch in unsanierten Bestandsgebäuden erreichen die strombasierten Wärmeerzeuger überzeugende Betriebswerte.

Das Forschungsprojekt mit dem Namen WPSmart hat ergeben, dass auch Wärmepumpen auch in alten Gebäuden effizient nutzbar sind. Dafür untersuchten die Projektbeteiligten zwischen Juli 2018 und Juni 2019 die Jahresarbeitszahlen von 29 Luft-Wasser-Wärmepumpen und 12 Erdreich-Wärmepumpen. Die Luft-Wasser-Wärmepumpen erzeugten Wärme durchschnittlich mit einer Jahresarbeitszahl von 3,1. Für die Erdreich-Wärmepumpen betrug der Wert im Mittel 4,1. Die Jahresarbeitszahl gibt an, mit welchem Verhältnis die Geräte Strom und Umweltwärme in nutzbare Heizwärme umwandeln. Eine Jahresarbeitszahl von drei bedeutet, dass über das gesamte Jahr gerechnet mit einer Kilowattstunde Strom drei Kilowattstunden Wärmeenergie bereitgestellt wurden.

Auch der Einsatz der verbauten Elektroheizstäbe fiel für die untersuchten Wärmepumpen relativ gering aus. Nur 1,9 Prozent der bereitgestellten Energie wurde durch das elektrische Zuheizen für die Luft-Wasser-Wärmepumpen verbraucht. 

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Betrieb in der Praxis zeigt Nutzen auch im Bestandsbau

Die Auslegung von Wärmepumpen erfolgt mithilfe von normativ festgelegten Randbedingungen. Diese gehen für den Heizfall von äußerst niedrigen Außentemperaturen aus. Deshalb werden die Heizkreistemperaturen in der Regel für Außentemperaturen zwischen minus zwölf bis minus 16 Grad eingestellt. In der Realität sind solch kalte Wintertage allerdings die Seltenheiten. „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 Dr. Marek Miara vom ISE. Die Auslegung auf den Extremfall ist somit weniger praxisrelevant.

Die Feldstudie zeigt zudem auf, dass Fußbodenheizungen nicht zwingend erforderlich sind, um Wärmepumpen zu betreiben. Zwar laufen die Geräte effizienter, je niedriger die Heizkreistemperatur ist, allerdings können viele Wärmepumpen Temperaturen von bis zu 55 Grad Celsius immer noch effizient bereitstellen. Das reicht in den meisten Gebäuden aus, um über die vorhandenen Heizkörper Wärme zu übertragen. Hinzu kommt, dass immer mehr Hersteller Hochtemperatur-Wärmepumpen auf den Markt bringen. Wir berichteten bereits von den Geräten der Hersteller Bosch und Panasonic, die Anfang 2023 erhältlich sein werden und Heizkreistemperaturen von bis zu 75 Grad ermöglichen. 

| Solardatenbank
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Wärmepumpen: 170 Jahre altes Gebäude mit gutem Ergebnis

Dr. Miara erklärt, dass das Baualter nicht zwingend bestimmt, ob Wärmepumpen geeignet sind oder nicht. Es kommt zum einen auf das verbaute Gerät und zum anderen auf das energetische Gebäudeniveau und die verbauten Heizkörper an. Deshalb konnten in der Feldstudie auch Gebäude, die zwischen 15 und 170 Jahre alt waren, einen äußerst zufriedenstellenden Betrieb von Wärmepumpen ermöglichen. Sofern das Gebäude weniger als 150 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr an Heizenergie erfordert, kann der Einbau einer Wärmepumpe in Betracht gezogen werden. Dafür ist aber zwingend die fachgerechte Planung und sorgfältige Installation der Geräte notwendig.

 

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Wärmepumpen funktionieren, genau wie Kühlschränke, mithilfe eines Kältemittelkreislaufs. Das Kältemittel wird erwärmt, bis es verdampft. Der Dampf wird anschließend in einem Kompressor verdichtet, wodurch sich die Temperatur des Kältemittels erhöht. Nun wird die Wärmeenergie mithilfe eines Wärmetauschers an den Heizkreislauf abgegeben. Nach der Wärmeabgabe liegt das Kältemittel wieder in flüssigem Zustand vor und der Kreislauf beginnt erneut. 

Der Vorteil von Wärmepumpen ist, dass die Wärme prinzipiell aus Umweltwärme (Luft, Wasser oder Erdreich) gewonnen wird. Es ist zwar Strom für den Betrieb erforderlich, allerdings wird dieser nicht direkt zum Aufheizen genutzt. Dadurch kann mehr Wärmeenergie freigegeben werden, als elektrische Energie aufgewendet wurde. 

Die Installation einer Wärmepumpe für die Zentralheizung oder für das Brauchwasser muss in jedem Fall ein Fachbetrieb übernehmen. Auf Wärmepumpen spezialisierte Betriebe finden Sie bei  Heizungsfinder – Heizungsfinder vermittelt Ihnen Spezialisten in Ihrer Region. 

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