WP Monitor – Wärmepumpenfeldtest in neuen Einfamilienhäusern (II)

Laufzeit: Dezember 2009 - September 2013
Kooperationspartner: ait-deutschland GmbH, Bosch Thermotechnik GmbH, EnBW Energie Baden-Württemberg AG, Glen Dimplex Deutschland GmbH, Hautec GmbH, Heliotherm Wärmepumpentechnik GmbH, Stiebel Eltron Gmbh & Co. KG, Ochsner Wärmepumpen GmbH, Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG, Viessmann Werke GmbH & Co. KG, Max Weishaupt GmbH, Wolf GmbH
Webseite: www.wp-monitor.de
© Fraunhofer ISE
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Abb. 1: Jahresarbeitszahlen aller untersuchten 35 Außenluft-Wärmepumpen im Zeitraum Juli 2012 bis Juni 2013.

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Abb. 2: Mittlere Solevor- und Solerücklauftemperaturen über der Außenlufttemperatur als Tagesdurchschnitt von elf Wärmepumpen mit Erdwärmesonden.

Im Rahmen von »WP Monitor« wurden 87 Wärmepumpenanlagen bei realem Betrieb im Feld messtechnisch untersucht. Der Fokus lag auf Wärmepumpen zur Raumheizung und Trinkwassererwärmung in neuen oder auch – in wenigen Fällen – entsprechend sanierten Einfamilienhäusern. Bezogen auf das vorher durchgeführte »WP-Effizienz«-Projekt sollten weitere Fragen geklärt und neue Technologien, wie Direktverdampfungssysteme, CO2-Sonden oder leistungsgeregelte Wärmepumpen, bewertet werden. Das Projekt wurde fachlich und finanziell von elf Wärmepumpenherstellern sowie einem Energieversorger unterstützt. Die detaillierte Vermessung ermöglichte neben der Effizienzbestimmung die Abbildung und Analyse des Betriebsverhaltens (u. a. Systemtemperaturen, Hilfsstrombedarf, Betriebszeiten und Anschalthäufigkeit).

Von den 87 untersuchten Wärmepumpen wurden 50 aus dem »WP-Effizienz«-Projekt verlängert und die übrigen 37 neu aufgenommen. Insgesamt nutzen 54 % das Erdreich (35 % der neuen WP), 40 % die Außenluft (60 % der neuen WP) und 6 % das Grundwasser (5 % der neuen WP) als Wärmequelle. Die Wärmeübertragung an den Raum erfolgte überwiegend mittels Fußbodenheizungen. Der mittlere gemessene Heizwärmeverbrauch im letzten Auswertungsjahr lag bei 78 kWh/m², bei einer mittleren beheizten Fläche von 188 m².

Aufgrund der langsam wachsenden Datenbasis wurde die Hauptauswertung für den Zeitraum Juli 2012 bis Juni 2013 durchgeführt. Dabei erzielten die Außenluft-Wärmepumpen eine mittlere Jahresarbeitszahl (JAZ) von 3,1 (2,3…4,3), wobei die alten Anlagen bei 3,0 (2,3…3,5) und die neuen Anlagen bei 3,2 (2,5…4,3) lagen. Für die Erdreich-Wärmepumpen wurde eine mittlere JAZ von 4,0 (3,0…5,4) ermittelt, wobei die alten Anlagen einen mittleren Wert von 3,9 (3,0…5,1) und die neuen Anlagen von 4,3 (3,5…5,4) erreichten.

Sowohl für Erdreich- als auch für Luft-Wärmepumpen wurden höhere Arbeitszahlen als im »WP-Effizienz«-Projekt ermittelt. Diese sind überwiegend auf die neuen Wärmepumpen zurückzuführen. Der ökologische und energetische Vorteil von Wärmepumpen gegenüber fossil betriebenen Heizungssystemen wird somit auf Basis dieser Ergebnisse weiter vergrößert. Die extrem große Bandbreite an Effizienzwerten beim Einsatz der Wärmpumpen unter ähnlichen Randbedingungen weist auf weiterhin bestehendes, großes Optimierungspotenzial hin.