Zwei Feldtests zur Wärmeversorgung von Einfamilienhäusern durch elektrische Wärmepumpen haben nach vier Jahren ergeben: Nicht alle Systeme haben ökonomische und ökologische Vorteile gegenüber Heizungen mit fossilen Brennstoffen. Die beste Effizienz erreichen Erdreich-Wärmepumpen. In einem neuen Projekt mit 100 Systemen können Interessierte online direkt auf Messdaten ausgewählter Häuser zugreifen.

Die Untersuchungen der Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg haben gezeigt, dass eine hohe Effizienz nicht automatisch gewährleistet ist. Es gibt eindeutige Kriterien, die bereits bei der Auswahl des Wärmepumpensystems eine wichtige Rolle für die Effizienz spielen, z. B. die Wärmequelle und das Wärmeverteilungssystem. Auch die Planung, die Installation und der Betrieb der Anlagen sind entscheidend für die tatsächlich erreichte Effizienz und damit die ökologische und ökonomische Sinnhaftigkeit der Wärmepumpenanlagen. Von 2006 bis 2010 hat das Institut Wärmepumpen im realen Einsatz gemessen. Dabei wurden Volumenströme, Temperaturen, Wärmemengen und Stromverbräuche erfasst und ausgewertet. Aus den Messungen haben die Forscher Kennwerte, das Systemverhalten und Korrelationen zu Anlagenstammdaten abgeleitet.

Ergebnisse von 200 Häusern

„Elektrische Wärmepumpensysteme gewinnen immer größere Marktanteile bei Heizung und Warmwasser, mittlerweile sind es 380.000 installierte Anlagen in Deutschland“, so Marek Miara, Teamleiter „Wärmepumpen“ am Fraunhofer ISE. „Als unabhängiges Forschungsinstitut ermitteln wir die Effizienz von Wärmepumpenanlagen und evaluieren die Ergebnisse durch eine ausführliche Analyse der Systeme.“ In dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt „WP-Effizienz“ untersuchten die Wissenschaftler etwa 110 Wärmepumpen in Neubauten. Bei dem Projekt „WP im Gebäudebestand“ waren die ca. 70 Anlagen überwiegend in unsanierten Häusern installiert.

Fazit aus den rund 200 untersuchten Systemen: Wer sorgfältig plant und installiert, kann eine sehr gute Effizienz erzielen. Die besten Anlagen erreichen eine Jahresarbeitszahl von 4 und darüber. Das bedeutet, dass mehr als viermal so viel Wärmeenergie bereitgestellt wird, wie die Wärmepumpe an Strom benötigt. Die beste Ausbeute erreichen Systeme, die das Erdreich als Wärmequelle nutzen und ein Heizungssystem mit niedrigen Vorlauftemperaturen verwenden, z. B. eine Fußbodenheizung. Die Endberichte mit detaillierten Hinweisen für sinnvolle Einsatzbedingungen und einen effizienten Betrieb finden Interessierte im Internet: „WP-Effizienz“  und „WP im Gebäudebestand“.

Daten zu realem Betrieb online verfügbar

Um stets aktuelle Daten der neuesten Generation von Wärmepumpen bereitzustellen, untersucht das Fraunhofer ISE in dem neuen Projekt „WP Monitor“ bundesweit rund 100 Anlagen, darunter 40 neu installierte Wärmepumpenanlagen, in hoher zeitlicher Auflösung auf Basis von minutengenauen  Messdaten. Beteiligt sind zwölf Hersteller aus Deutschland und Österreich, sowie die EnBW Energie Baden-Württemberg als Energieversorger.

Um auch der Allgemeinheit den Zugang zu aktuellen Messdaten und Ergebnissen zu verschaffen, gingen die Fraunhofer-Forscher einen ungewöhnlichen Schritt: Sie fanden acht Hauseigentümer, die bereit waren, anonymisierte Daten im Internet öffentlich zugänglich zu machen. So kann von Fachleuten wie Verbrauchern online der reale Betrieb dieser Wärmepumpenanlagen unter „Auswertung und Messdaten“ auf einer Website eingesehen werden. Viele Informationen zu Gebäuden und Anlagenkonzepten sowie grafische Auswertungen der Messdaten sind hier hinterlegt.

(ph)