.

Projektinfos  – Energieforschung konkret

Kurzcharakteristik lesen
Projektinfos abonnieren

Heizen mit Gas, Umweltwärme, Zeolith und Wasser: Gasbetriebenes Adsorptions-Heizgerät kombiniert Brennwerttechnik mit einem Wärmepumpenmodul.
© Viessmann Werke GmbH & Co KG
Adsorptions-Heizgeräte
Projektinfo 03/2015

Aufbau des Adsorptions-Heizgeräts
© Viessmann Werke GmbH & Co KG

Thermische Nutzungsgrade ohne solare Trinkwasserunterstützung
© Viessmann Werke GmbH & Co KG

Gesamt-Jahresnutzungsgrade mit solarer Trinkwasserunterstützung
© Viessmann Werke GmbH & Co KG
1 / 3

Mit Gas-Adsorptionswärmepumpen heizen

Brennwerttechnik galt lange als energiesparendste Technologie, um Ein- oder Zweifamilienhäuser mit Gas zu beheizen. Die konsequente Weiterentwicklung stellen nun Adsorptions-Heizgeräte dar. Sie kombinieren Brennwerttechnik mit einem thermischen Wärmepumpenmodul auf Zeolith-Wasser-Basis. Dieses nutzt Erdwärme oder Solarenergie und reduziert den Brennstoffverbrauch um mehr als 20 Prozent gegenüber der Brennwerttechnik. Die Geräte eignen sich speziell für Neubauten sowie für sanierte Altbauten mit moderatem Wärmebedarf.

Im Rahmen der Energieforschung hat das Bundeswirtschaftsministerium die Entwicklung dieser aussichtsreichen Technologie gefördert. Zwei deutsche Heizgeräte-Hersteller haben Zeolith-Wärmepumpen für den kleinen Leistungsbereich (bis 15 kW) auf den Markt gebracht. Das hier vorgestellte Heizgerät von Viessmann nutzt für die Heizung und Warmwasserbereitung als Umweltenergie Erdwärme oder solare Wärme oder eine Kombination aus beiden.

Das Heizgerät besteht aus zwei Modulen: Ein thermisches Wärmepumpenmodul deckt die Grundlast der Gebäudebeheizung. Der Wärmepumpenprozess benötigt als Antrieb Wärme auf hohem Temperaturniveau. Diese liefert eine integrierte Gas-Brennwertwärmezelle. Sie hat zusätzlich die Aufgabe, Bedarfsspitzen an kalten Tagenund die Warmwasserbereitung effizient abzudecken. Da das Wärmepumpenmodul somit nur für eine Teillast ausgelegt ist, kann die Kälteentzugsleistung vergleichsweise klein (< 2 kW) dimensioniert werden. Im Vergleich zu einer monovalenten Elektro-Wärmepumpe benötigt das Gas-Adsorptionsheizgerät somit deutlich weniger Umgebungswärme. Es können daher Erdflachkollektoren, Erdwärmekörbe oder kurze Erdwärmesonden (Gesamtlänge etwa 50 m) genutzt werden. Alternativ eignen sich als solare Wärmequelle Solaranlagen mit drei bis fünf Flach- oder Röhrenkollektoren.

arrow
arrow

Feldtests erwiesen die Praxistauglichkeit

Die Praxistauglichkeit des Heizgerätes erprobten die Entwickler in zwei aufeinander aufbauenden deutschlandweiten Feldtests. Von Oktober 2010 bis Dezember 2012 wurden zwei Prototypengenerationen in 15 Gebäuden vermessen. Die Forscher gaben bei der Gebäudeauswahl einheitliche Kriterien vor, um Messwerte der einzelnen Anlagen vergleichen zu können. Beispielsweise sollte eine Niedertemperaturheizung vorhanden sein, die mit Vor- und Rücklauftemperaturen von 40°C / 30°C oder besser arbeitet. Abhängig von der Gebäudeausrichtung, der Bewohneranzahl und dem Wunsch des Hausbesitzers wurde ein Teil der Anlagen zusätzlich mit einer thermischen Solaranlage kombiniert.

Effizienz im realen Betrieb

Das Nutzerverhalten hat im realen Betrieb einen maßgeblichen Einfluss auf die Effizienz und muss bei der Bewertung berücksichtigt werden. Ein Vergleich der Prüfstandergebnisse mit in der Praxis ermittelten Daten sollte zeigen, wie gut das Zeolith-Kompaktgerät mit Messungen nach der VDI-Richtlinie erfasst wird. Das Diagramm zeigt exemplarisch für zwei ausgewählte Gebäude aus dem zweiten Feldtest die Gesamt-Jahresnutzungsgrade. Den beiden Systemen ohne solare Unterstützung wurden die Messwerte des Prüfstands mit einem Warmwasseranteil von 20% gegenübergestellt. Die gute Übereinstimmung zeigt, dass sich die VDI-Richtlinie sehr gut eignet, das Heizgerät in Verbindung mit einer Erdsonde zu vermessen. In einer Felduntersuchung der FH Braunschweig lagen die real gemessenen Nutzungsgrade von Brennwertanlagen bei maximal 95%, bezogen auf den Brennwert. Demnach bietet das Zeolith-Kompaktgerät eine um 27% höhere Effizienz.

Die Anlagen verbrauchten während der Heizperiode zwischen 2,5 und 3 kWh elektrische Energie pro Tag. Berücksichtigt wurden alle internen Verbraucher des Kompaktgerätes inkl. der Solepumpe, nicht aber Zirkulationspumpen und externe Heizkreispumpen.

Projektinfo 03/2015:
1 / 3

Merkzettel

BINE-Abo

Publikation abonnieren

Adressen

Service

BINE-Projektinfo 03/2015
(PDF, 4 Seiten, 739 kB)

Links

Marktübersicht Gaswärmepumpen 2013/14
Weblink zur Publikation der ASUE

Infotipps

Elektrisch angetriebene Wärmepumpen
BINE-Themeninfo I/2013

Mit Wärme kühlen
BINE-Projektinfo 07/2012

Erdgekoppelte Wärmepumpen für Neubauten
BINE-Projektinfo 03/2010

Heizen mit Zeolith-Heizgerät
BINE-Projektinfo 02/2005

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.