WPsmart im Bestand: Wärmepumpenfeldtest – Fokus Bestandsgebäude und smarter Betrieb

Laufzeit: 01.12.2014 - 30.09.2019
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Projektträger Jülich (PTJ)
Kooperationspartner: ait-deutschland GmbH, Bosch Thermotechnik GmbH, Elektrizitätswerk Mittelbaden GmbH, Glen Dimplex Wärmepumpentechnik GmbH, Lechwerke AG, Max Weishaupt GmbH, Ochsner Wärmepumpen GmbH, Stadtwerke Stuttgart GmbH, Stiebel Eltron GmbH & Co. KG, Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG, Viessmann Werke GmbH & Co. KG
Webseite: www.wp-smart-im-bestand.de
Logo »WPsmart im Bestand«.
© Fraunhofer ISE

Logo »WPsmart im Bestand«.

Zeitlicher Ablauf der Hauptarbeitspakete.
© Fraunhofer ISE

Zeitlicher Ablauf der Hauptarbeitspakete.

»SG Ready«-Label zur Zertifizierung smart steuerbarer Wärmepumpen
© Bundesverband Wärmepumpe e.V.

»SG Ready«-Label zur Zertifizierung smart steuerbarer Wärmepumpen.

Der Erfolg der Energiewende hängt maßgeblich von der Sanierung des Gebäudebestandes ab. Hierbei steht neben den baulichen Maßnahmen zur Verringerung des Heizwärmebedarfs die Verbesserung der Effizienz des Heizungssystems im Fokus. Ein weiterer Baustein bei der Transformation des Energiesystems ist die zweckmäßige Kopplung der Sektoren Strom und Wärme. In beiden Themenbereichen können elektrisch angetriebene Wärmepumpen eine entscheidende Rolle spielen. Daher wurde am 1. Dezember 2014 das vierjährige Forschungsvorhaben »WPsmart im Bestand« gestartet. Unter der Leitung des Fraunhofer ISE und gemeinsam mit Wärmepumpenherstellern und Energieversorgern werden beide Themen in einem Projekt näher untersucht.

In vier Projektjahren sollen Erkenntnisse über die Effizienz von Wärmepumpen in unterschiedlich sanierten Wohngebäuden im Einfamilienhausbereich sowie deren Flexibilität beim Lastmanagement gewonnen werden. Die Projektziele sind im Einzelnen:

  • Identifikation optimaler Lösungen für den Einsatz von Wärmepumpen zur Raumheizung und Trinkwassererwärmung in Bestandsgebäuden
  • Messtechnische Untersuchung von 100 Wärmepumpen über drei Heizperioden (davon 20 über zwei Heizperioden im smarten Betrieb)
  • Energetische, ökologische und ökonomische Bewertung der monovalent, monoenergetisch sowie bivalent (hybrid) betriebenen WP-Anlagen
  • Ermittlung des Potenzials als Erbringer von Systemdienstleistungen unter Anwendung der Funktionalitäten gemäß »SG Ready«-Regelung
  • Empfehlungen für systemkompatible Regelung und Design zukünftiger WP-Systeme (»SG Ready 2.0«)

Wie in Abb. 2 dargestellt, wird eine detaillierte messtechnische Untersuchung einer großen Anzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle über einen längeren Zeitraum durchgeführt. Im Fokus stehen neben monovalenten oder monoenergetischen Außenluft- und Erdreich-Wärmepumpen auch bivalente (hybride) Systeme, die zusätzlich über Öl- oder Gas-Kessel verfügen. Nach der ersten Heizperiode werden 20 Anlagen in den intelligenten, netz- bzw. energiewirtschaftlich geregelten Betrieb überführt. Die übrigen 80 Anlagen werden im wärmegeführten Modus weiter untersucht. Die Vorbereitung der »smarten« Ansteuerung umfasst die Entwicklung geeigneter Regelstrategien unter Anwendung der gemäß »SG Ready«-Label zertifizierten Schnittstelle.