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Vergleich von Wärmepumpen in einer vierjährige Felduntersuchung

(18.8.2006; für erste Ergebnisse siehe Beitrag „ISE-Feldtest belegt hohe Arbeitszahlen für Erdreichwärmepumpen“ vom 9.12.2008!) Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE will in einem vierjährigen Feldtest 140 Wärmepumpen für Einfamilienhäuser vermessen und bewerten. In Zusammenarbeit mit 7 Herstellern und 2 Energieversorgern untersuchen die Forscher, wie gut (oder schlecht) elektrische Wärmepumpen den Wärmebedarf von Niedrigenergiehäusern decken können.

Wie funktionieren Wärmepumpen? Wärmepumpenvergleich
Grafik vergrößern (Quelle: Badische Zeitung, Freiburg)

Wärmepumpen erlebten aktuell einen Boom. „Gut ausgeführte Wärmepumpen sind im Vergleich zu Öl- und Gaskesseln ökologisch und wirtschaftlich sinnvoll. In den letzten Jahren haben sie einen immer größeren Anteil am Heizungsmarkt eingenommen. Besonders bei energiesparenden Passivhäusern sind sie bereits zur Standardhaustechnik geworden“, resümiert Projektleiter Dr. Andreas Bühring. „Andere Heizsysteme können die dort benötigten kleinen Wärmemengen nur mit großen Verlusten bereitstellen. Wir werden in diesem Monitoringprojekt klären, wie effizient moderne Wärmepumpen in Gebäuden aktuellen Standards sind und ob sie eine nachhaltige Alternative zu fossilen Energieträgern bieten. Für den Einsatz in sehr guten Niedrigenergie-Häusern mit einem Jahresheizwärmebedarf von 20 bis 50 kWh/m² - entsprechend 2 bis 5 Liter Öl/m² - wollen wir feststellen, welche Optimierungen noch möglich sind.“

Wärmepumpen nutzen in der Regel Außenluft, Erdreich oder Grundwasser als Wärmequelle. Neben oberflächennahen Erdkollektoren werden in zunehmender Zahl bis zu 100 m tiefe Erdsonden eingesetzt. Wärmepumpen können Umweltwärme niedriger Temperatur auf ein höheres Niveau anheben - von zum Beispiel aus dem Erdreich mit 10°C auf 30 bis 55°C. Dazu nutzen sie hier als Antriebsenergie meist Strom (es gibt aber auch Gaswärmepumpen). Da mit 1 kWh Strom bis zu 5 kWh Wärme produziert werden, führt dieses System in vielen Anwendungen zu einem geringeren Primärenergieverbrauch als konventionelle Heizsysteme und ist dann ökologisch sinnvoll.

Im Projekt untersucht werden Wärmepumpen von ...

Die Energieversorger EnBW und E.ON Energie begleiten und fördern neben den Herstellern das Projekt. Vom Bundeswirtschaftsministerium erfährt das Projekt eine Förderung von 50%. (Interessierte Bauherren, die bis September 2006 im Südwesten Deutschlands eine Wärmepumpe der genannten Firmen/Marken neu installiert haben, konnten gegebenenfalls an dem Feldtest teinehmen.)

Bis zum Sommer 2008 vermessen die Fraunhofer Forscher je 11 Wärmepumpen der 7 Hersteller und anschließend bis zum Sommer 2010 je 9 weitere, dann neu installierte Anlagen - insgesamt also 140 Wärmepumpen. Ein Datenlogger erfasst dazu beim Betreiber minütlich das gesamte Systemverhalten: die wichtigsten Temperaturen, Durchflussmengen, Wärmeströme und Stromverbräuche auch der Hilfsantriebe. Über Funk sichert das Institut einmal am Tag die Messwerte und prüft sie automatisch.


„Weil wir so detailliert messen, können wir nicht nur eine Energiebilanz aufstellen, sondern auch das Betriebsverhalten auswerten. Das gibt den Herstellern präzise Hinweise, ihre Produkte gegebenenfalls zu optimieren“, erklärte Bühring. Eine weitere Besonderheit: 14 Wärmepumpen werden über die ganzen vier Jahre vermessen. Dabei soll herausgefunden werden, ob sich Kältemittelverluste über ein verändertes Betriebsverhalten nachweisen lassen und wie hoch diese gegebenenfalls sind.

außerdem weitere 100 Wärmepumpen größerer Wärmeleistung in Bestandsgebäuden

In einem parallelen, von E.ON Energie AG, München finanzierten Projekt, untersucht das Fraunhofer ISE 100 Wärmepumpen größerer Wärmeleistung in Bestandsgebäuden. Die Anlagen werden bei E.ON Kunden, die vorher mit Ölkesseln geheizt haben, eingesetzt. Das Institut prüft in der wissenschaftlichen Untersuchung dabei unter anderem, welche Voraussetzungen an die Gebäude zu stellen sind und beurteilt die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile gegenüber einer Ölheizung.

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