Marek MiaraFolge 6 der Serie «Wärmepumpen im Bestand» mit zwei Beispielhäusern
Ein gutes Beispiel macht vieles besser verständlich. Was aber ist ein „gutes“ Beispiel für Altbauten mit Wärmepumpen? In Sinne von „gut“ wäre dies ein umfassend saniertes Haus. Ein solches Gebäude stellt für die Wärmepumpe allerdings keine Herausforderung dar. In gut sanierten Häusern – die ja das langfristige Ziel für den gesamten Gebäudebestand sind – arbeiten Wärmepumpen ähnlich effizient und erfolgreich wie in Neubauten. Für diesen Beitrag haben wir daher zwei Beispiele ausgewählt, die aus energetischer Sicht eher „schlechte“ Beispiele sind. Dafür sind sie repräsentativ für Häuser, die nicht bzw. nur geringfügig saniert wurden und trotzdem mit Wärmepumpen gute Ergebnisse erreichen.
Beide Häuser sind eindeutig Altbauten, sie wurden vor 84 bzw. 48 Jahren gebaut. Beide stehen in den kältesten Klimazonen im süd-östlichen Teil Deutschlands. In beiden Häusern wurden vor etwa fünf Jahren Wärmepumpen installiert, die sowohl die Räume als auch das Trinkwasser erwärmen. Beide Gebäude haben keine Fußbodenheizung.
Der Steckbrief des ersten Beispiel-Hauses:
In diesem älteren, freistehenden Einfamilienhaus wurden kaum Sanierungsmaßnahmen durchgeführt. Weder die Wände noch das Dach sind gedämmt. Lediglich die Fenster wurden ausgetauscht und entsprechen dem heutigen Standard. Dementsprechend hat dieses Haus einen sehr hohen Heizenergiebedarf. Im Jahr der Auswertung wurden 207 kWh pro m² gemessen.
Zum Zeitpunkt des Einbaus der Außenluftwärmepumpe wurden auch die Heizkörper ausgetauscht. Es wurden so genannte Gebläsekonvektoren eingebaut. Mit dieser Art Heizkörper können die notwendigen Vorlauftemperaturen noch deutlicher reduziert werden als mit herkömmlichen Konvektoren. Sie sind für den Einsatz in Wärmepumpen-Anlagen besonders gut geeignet.
Trotz des hohen Heizwärmebedarfs hat die Außenluftwärmepumpe in diesem Gebäude eine gute Effizienz von 3,0 erreicht. Der Heizstab hat kaum gearbeitet (unter 1%). Vor dem Einbau der Wärmepumpe wurde das Haus direkt-elektrisch mit einer Nachtspeicherheizung erwärmt. Der Austausch hat also mit sehr wenigen Zusatzmaßnahmen zu signifikanten Kosten- und CO2-Einsparungen geführt.
Der Steckbrief des zweiten Hauses:
Im zweiten Haus wurde im Jahr 2009 ein Ölkessel gegen eine Erdreichwärmepumpe mit Erdwärmesonden getauscht. Sowohl die Wände als auch die Fenster befinden sich nach wie vor im Originalzustand. Lediglich das Dach des Hauses wurde deutlich vor dem Austausch der Heizung bereits im Jahr 1990 neu gedämmt. Der gemessene jährliche Heizwärmeverbrauch von etwa 100 kWh pro m² entspricht ungefähr dem Durchschnitt des Gebäudebestandes in Deutschland.
Das Wärmepumpensystem wird seit mehreren Jahren kontinuierlich messtechnisch begleitet. Obwohl die Anlage die zweithöchsten mittleren Vorlauftemperaturen innerhalb der untersuchten 15 Erdreichwärmepumpen – etwa 45°C – aufweist, beträgt die Effizienz der Wärmepumpe etwa 3,7. Die jährlichen Schwankungen sind minimal. Wie bei nahezu allen Erdreichwärmepumpen kam der Heizstab überhaupt nicht zum Einsatz.
Die Wärmeübergabe findet über klassische Plattenheizkörper statt, die beim Austausch des Wärmeerzeugers nicht ausgewechselt wurden. Die beheizte Wohnfläche beträgt 170 m². Laut Angaben der Bewohner beträgt die monatliche Stromrechnung für den gesamten Stromverbrauch, also alle elektrischen Geräte inklusive der Wärmepumpe, etwa 120€.
Die beiden Beispiele zeigen eindrücklich, dass Wärmepumpen auch in nicht oder nur teilweise sanierten Häusern eine gute Effizienz erreichen können. Bei beiden Beispielen kommen keine ungewöhnlichen Installationen zum Einsatz. Beide Häuser sind architektonisch, in Bezug auf die Bausubstanz und im Hinblick auf die eingesetzte Wärmepumpentechnik repräsentativ für eine große Anzahl ähnlicher Gebäude.
Im Fall des ersten Hauses ist zudem sehr gut zu sehen, dass zielgerichtete und relativ kostengünstige Maßnahmen (wie Austausch der Heizkörper) eine große Wirkung erzielen können. Andere Fälle zeigen, dass solche Sanierungsmaßnahmen jedoch auch erst mehrere Jahre nach Einbau der Wärmepumpe durchgeführt werden können und das Haus dennoch gute Effizienzwerte erreicht. Im Endbericht des Forschungsprojekts „WPsmart im Bestand“ werden diese und die anderen untersuchten Häuser detailliert beschrieben und analysiert.
In der nächsten Folge der Serie stellen wir die entscheidende Frage in Bezug auf die Rolle von Wärmepumpen im zukünftigen, klimaneutralen Energiesystem: Wie ökologisch arbeiten die Wärmepumpen im Bestand?
Zum Weiterlesen:
Überblick über die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten von Wärmepumpen.
Teil 4 der Serie «Wärmepumpen im Bestand»: Wie gut funktionieren Wärmepumpen im Gebäudebestand?
Teil 5 der Serie «Wärmepumpen im Bestand»: Wie stark verringert der Einsatz eines Heizstabs die Effizienz von Wärmepumpen?
Titelbild © Pixabay.
Dieser Blogbeitrag wird finanziell durch die Stiftung Klimaneutralität unterstützt.
Innovation 4E
Mona Mühlich
Korbinian Kramer
Folgende Fragen stellen sich mir als Laie nach dem Lesen.
Würde es denn ausreichen entsprechend größer dimensionierte Plattenheizkörper,
also zBsp. HK33 anstatt HK22, mit entsprechenden Heizkörperlüftern ausgestattet einzubauen?
Sind ja dann auch irgendwie Gebläsekonvektoren.
Diese sind dann, je nach Modell/Hersteller, dann auch mit dem vorhandenen Anschluß/Nabenabstand kompatibel so das hier ein 1zu1 Austauch preiswert durchführbar ist.
Also anstatt der nicht besonders preisgünstigen Gebläsekonvektoren.
Dann fehlen mir auch noch Informationen zu dem im Altbau bestehenden Rohrleitungssystem.
Kann das vorhandene weitergenutzt werden?
Ist ein Austausch notwendig?
Muß irgendwie saubergespült werden?
Hat es Nachteile das bestehende Rohrsystem mit einer WP zu nutzen?
Wenn ja, welche?
Stichwort Mindestdurchfluß bei Wärmepumpen.
Ich halte das Vorgehen für ziemlich fehlerhaft, weil eine alte und wahrscheinlich schlecht eingestellte Heizung nun mit einer neuen perfekt optimierten Heizung mit neuen Heizkörpern verglichen wird.
Die neuen Heizkörper haben nun aktive Lüfter, daher kann die Vorlauftemperatur reduziert werden. Hätte man die gleichen Heizkörper vorher schon genommen, dann hätte auch die alte Heizung geringere Temperaturen liefern müssen und wäre wahrscheinlich auch deutlich effizienter gewesen.
Auch haben Wärmepumpen idR große Pufferspeicher. Rüstet man bei einer alten Ölheizung einfach einen großen Pufferspeicher nach, dann wird die alte Ölheizung nochmals effizienter, da sie seltener und mit weniger Leistung arbeiten muss.
Daher ist die Schlussfolgerung, dass die Wärmepumpe eine so hohe JAZ hätte, nicht zulässig, da der Vergleichswert vorher nicht korrekt ist.
Daraus folgt:
Schritt 1 hätte man in dem Haus alle Heizkörper tauschen müssen, einen Pufferspeicher einbauen müssen und dann mit der Ölheizung den neuen optimierten Verbrauch (alleine eine geringere Vorlauftemperatur spart eine Menge Energie ein!) als Basis nehmen müssen.
Dann hätte man in Schritt 2 die Ölheizung durch eine Wärmepumpe getauscht und dann den Verbrauch der Wärmepumpe mit dem vorher optimierten Verbrauch der Ölheizung vergleichen müssen. Nur dann wäre die Angabe der JAZ so korrekt.
Eine Stellungnahme zu diesen Fakten wäre sehr hilfreich, denn so ist das aus meiner Sicht eine völlige Verzerrung der Fakten.
Bauherren, die bereits gute Heizkörper und Pufferspeicher haben und ausschließlich ihre Gas-/Ölheizung durch eine Wärmepumpe tauschen würden, werden Einsparungen suggeriert, die nicht realistisch sind.
Es wär ja noch interessant gewesen die Kosten für den Austausch mal zu benennen. Bislang hab ich den Endruck das Wärmepumpen von den Investitionskosten her ein relativ teurer Spaß sind.
Das wichtigste, nämlich der Gesamtverbrauch in KWh / Gesamtkosten für WsrmWasser und Heizung, fehlen wie so oft, ebenso die Investionskosten und interresant wären auch die erreichten Vorlauftemperaturen.
Bei über 200 kWh/ m2 und Arbeitszahl 3 müssen die wirklich gigantisch hoch sein.
66kWh / m2 bei 0,30 CT/ kWh würden 20 Eur/qm/a bedeuten.
Und die Strompreise werden weiter steigen.
Eine sehr schöne Blog-Serie – vielen Dank! Falls dies nicht eh noch in den folgenden Artikeln behandelt wird, würden mich zwei Aspekte noch besonders interessieren:
– Wieweit machen bivalente System im Bestand einen Sinn, also Wärmepumpe + X für kalte Tage (Gas, Pellet, …). Gibt es dazu Daten?
– In wieweit kann man die Effizient einer Wärmepumpe mit einer PV-Anlage optimieren? Beispielsweise lohnt sich auch ein Stromspeicher oder die Anhebung der Soll-Temperatur im Pufferspeicher tagsüber?
Vielen Dank! Ich freue mich, dass Sie die Serie gut finden.
Die bivalenten Systeme werden in der Folge 10 behandelt. Sollten Sie danach weitere Fragen haben, werde ich die gerne beantworten. Das gleiche gilt für die Kombination mit den PV-Anlagen.