WP-Effizienz

Wärmepumpenfeldtest in neuen Einfamilienhäusern (I)

Laufzeit: Oktober 2005 - September 2010
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi), Förderkennzeichen: 0327401A
Kooperationspartner: ait-deutschland GmbH, Bosch Thermotechnik GmbH, EnBW Energie Baden-Württemberg AG, E.ON Energie AG, Hautec GmbH, NIBE Systemtechnik Gmbh, Stiebel Eltron Gmbh & Co. KG, Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG, Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Webseite: https://wp-monitoring.ise.fraunhofer.de/wp-effizienz
© Fraunhofer ISE
Abb. 1: Ausgeführte Installation von Elektrozählern und Wärmemengenzählern im Feld.
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Abb. 2: Mittlere Monats-, Jahres- und Gesamtarbeitszahlen aller untersuchten Erdreich-Wärmepumpen sowie der jeweilige Energiebedarf für Raumheizung und Trinkwassererwärmung.
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Abb. 3: Mittlere Arbeitszahlen von Außenluft-Wärmepumpen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Bilanzgrenzen.

Im Jahr 2006 stiegen die Verkaufszahlen für elektrisch angetriebene Wärmepumpen rasant an. Diese Marktentwicklung verstärkte die Nachfrage nach einer unabhängigen Untersuchung zur energetischen und ökologischen Bewertung dieser Technologie. Auf Basis einer Teilförderung durch das damalige Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie schloss sich hierfür ein Konsortium aus sieben Wärmepumpenherstellern und zwei Energieversorgern zusammen. Unter Federführung des Fraunhofer ISE wurden 110 Wärmepumpen zur Raumheizung und Trinkwassererwärmung in neuen Einfamilienhäusern messtechnisch untersucht. Neben der Effizienzermittlung ermöglichte die zeitlich hochaufgelöste Vermessung eine Analyse des Betriebsverhaltens und damit die Ableitung von Optimierungsmöglichkeiten.

Das Projekt »WP-Effizienz« wurde von Oktober 2005 bis September 2010 durchgeführt. Für die Auswertung konnten die Messdaten von 56 Erdreich- , 18 Außenluft sowie drei Grundwasser-Wärmepumpen berücksichtigt werden. Die Heizwärmeübertragung erfolgte fast ausschließlich über Fußbodenheizungen. Die untersuchten Gebäude hatten eine mittlere beheizte Fläche von 199 m². Der durchschnittliche Heizwärmeverbrauch im Jahr 2009 betrug 72 kWh/m².

Als Hauptergebnis konnte festgestellt werden, dass gründlich geplante und sorgfältig installierte Wärmepumpenanlagen eine Effizienz erreichen, die ihnen sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile gegenüber fossil betriebenen Heizungssystemen verschaffen. Die Vielzahl möglicher Fehlerquellen bei Planung, Installation und Betrieb führten jedoch zu einer großen Bandbreite an Ergebnissen, die das enorme Optimierungspotenzial widerspiegelt.

Der Zeitraum für die anonymisierte Auswertung reichte von Juli 2007 bis Juni 2010. In dieser Periode wurden mittlere Arbeitszahlen von 3,9 für Erdreich- sowie von 2,9 für Außenluft-Wärmepumpen ermittelt. In einer zweiten Projektphase erreichten Erdreich-Wärmepumpen eine durchschnittliche Arbeitszahl von 4,1 und Außenluft-Wärmepumpen von 3,0. Die drei vermessenen Grundwasser-Anlagen erzielten eine durchschnittliche Arbeitszahl von 3,7. Eine Vielzahl weiterer Analysen, wie bspw. zu den Systemtemperaturen, den Hilfsstromverbräuchen oder den Effizienzwerten von solarkombinierten Systemen, sind im Projektbericht (über Homepage zugänglich) dokumentiert.