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Abb. 30 Energiebilanz von zwei Wärmepumpensystemen zur Raumheizung und Brauchwassererwärmung (Bilanzjahr: 2009).
© FhG-ISE
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Effizienz versus Effektivität

Bei der Bewertung von Wärmepumpen steht die Arbeitszahl meist im Mittelpunkt. Ist dieser Kennwert jedoch immer die richtige Größe um Wärmepumpenanlagen zu beurteilen? Die Effizienz der Wärme-bereitstellung sagt nichts darüber aus, ob die Wärme zweckmäßig bereitgestellt wurde und wie viel elektrische Energie bezogen wurde. Hier hilft der Begriff der Effektivität, der das eigentliche Ziel, die Einsparung der Heiz- und Primärenergie erfasst.

Zur Verdeutlichung werden zwei Anlagen aus dem Monitoring-Projekt „WP-Effizienz“ vorgestellt, die in Abb. 30 veranschaulicht sind. Das erste Beispiel zeigt eine erdgekoppelte Wärmepumpenanlage, die eine Jahresarbeitszahl von 4,2 erreichte. Für die Raumheizung des Gebäudes wurde eine spezifische Wärmeenergie von 100 kW/(m²a) bereitgestellt und für die Brauchwassererwärmung von 21 kW/(m²a). Damit ergab sich ein spezifischer Primärenergieverbrauch von 74 kWh/(m²a). Im zweiten Beispiel wird eine Außenluft/Wasser-Wärmepumpe in einem besser isolierten Gebäude vorgestellt; der Heizenergieverbrauch lag mit 47 kWh/(m²a) bei nur rund der Hälfte. Die Effizienz der Wärmepumpe ist aufgrund der genutzten Wärmequelle mit 3,3 deutlich geringer (wenn auch im Kontext der vermessenen Außenluft-Wärmepumpen-systeme überdurchschnittlich). Jedoch ergab sich ein rund 30 % geringerer spezifischer Primärenergieverbrauch (57 kWh/(m²a)) für die Deckung des Energiebedarfes für Raumheizung und Brauchwasserer-wärmung. Man kann somit festhalten, dass in dem ersten Beispiel eine effiziente Wärmepumpe in einem unter energetischen Gesichtspunkten weniger effektiveren Gesamtsystem arbeitet, während in dem zweiten Beispiel trotz geringer Effizienz der Wärmepumpe ein effektiveres Gesamtsystem besteht.

Relevant ist diese Betrachtung auch bei der Bewertung von Wärmepumpensystemen in zunehmend immer energieeffizienteren Neubauten, die über Flächenheizungssysteme wie Fußboden- oder Wandheizungen verfügen. Der große Unterschied der Wärmesenkentemperaturen im Heizungs- und Warmwasserbetrieb der Wärmepumpe führt dazu, dass sich das Verhältnis zwischen dem Heizenergie- und Warmwasserbedarf zunehmend in der Effizienz der Wärmepumpe niederschlägt. Eine Wärmepumpe im Passivhaus arbeitet fast die Hälfte ihrer Betriebszeit im Warmwasserbetrieb, also einem Betriebspunkt, der nur eine geringe Effizienz zulässt. Dies wirkt sich negativ auf die Jahresarbeitszahl aus. Der Bedarf an elektrischer Energie des Wärmepumpensystems ist hingegen geringer als bei einem Gebäude, das zwar mit einem gleichen Wärmepumpen-, Heizungs- und Brauchwassererwärmungssystem ausgestattet ist, aber wegen eines geringeren Dämmstandards einen höheren Heizenergiebedarf aufweist.

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