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Wärmepumpen: Defizite bei der Jahresarbeitszahl

Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) kommt in einer aktuellen Studie über Wärmepumpen in Häusern mit Effizienzhaus Plus-Standard zu dem Ergebnis, dass nur wenige Anlagen die im EEWärmeG geforderte Jahresarbeitszahl erreichen.

Das Programm „Modellprojekte im Effizienzhaus Plus-Standard“ des Bundesumweltministeriums förderte Bauherren, die beispielhaft Wohngebäude errichteten, die im Jahresverlauf saldiert mehr Energie aus erneuerbaren Quellen generieren, als sie für ihren Betrieb benötigen. Die bundesweit 37 Modellprojekte wurden vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP wissenschaftlich begleitet. Von 32 untersuchten Gebäuden mit Wärmepumpen standen nach Angaben des Instituts für 16 Modellvorhaben eine ausreichende Datenmenge zur Verfügung, um die mittlere Jahresarbeitszahl (JAZ) der eingesetzten Wärmepumpenanlagen zu bestimmen.

Jahresarbeitszahl statt COP

Die JAZ gibt das Verhältnis der abgegebenen Wärmemenge zur aufgenommenen elektrischen Energie wieder. Die im praktischen Betrieb ermittelte Arbeitszahl kann dabei nicht unmittelbar mit der Planungsgröße COP (coefficient of performance) verglichen werden, da diese im Labor ausschließlich für das Wärmepumpenaggregat bestimmt wird, aktuelles Nutzerverhalten und Klimabedingungen werden dabei nicht berücksichtigt, schreiben die Autoren der Studie. Die Heizleistung der in den Modellprojekten installierten Wärmepumpen bewegt sich zwischen 1,5 kW und 20 kW im Einfamilienhaus und von 7 kW bis 120 kW im Mehrfamilienhaus.

JAZ von durchschnittlich 2,6 bei Luft-Wärmepumpen

Die untersuchten Luft-Wärmepumpen zeigen laut dem Fraunhofer IBP eine mittlere Arbeitszahl von 2,6. Erwartungsgemäß ist die JAZ der Erdreich-Wärmepumpen, die im Durchschnitt eine Größe von 3,2 aufweist, größer als die der Luft-Wärmepumpen. Für die beiden untersuchten Wasser-Wärmepumpen schwankt die JAZ zwischen 2,7 und 4,4, im Mittel beträgt sie 3,2, heißt es weiter aus Stuttgart. Das Fazit lautet: Nur wenige Anlagen erreichen in der Monitoringphase die Zielwerte des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG). Zur Förderung von Wärmepumpen verlangt das EEWärmeG einen Zielwert der JAZ von 3,3 für Luftwärmepumpen unter Berücksichtigung der Warmwasserbereitung und für alle anderen Wärmepumpenarten eine JAZ von 3,8.

Ursachen für die Ineffizienzen

Die Ursachen für die Ineffizienzen sieht das Fraunhofer IBP in erhöhten Stand-by-Verlusten aufgrund des oft ganzjährigen Betriebs von heizungsrelevanten Anlagenteilen. Gegenüber der normgerechten Auslegung habe man um bis zu 3 K höhere Innenraumtemperaturen und ein erhöhter Trinkwarmwasserbedarf festgestellt, die zu höheren Systemtemperaturen führten. Es habe eine Optimierung in den Regelstrategien gefehlt. In den Mehrfamilienhäusern haben erhöhte Systemtemperaturen zur Vermeidung von Legionellenbildung zu einer geringen JAZ geführt, heißt es schließlich in der Studie.

Empfehlung der Autoren

Die Autoren empfehlen daher, dass künftig auf die umfassende Schulung von Planern und Ausführenden erhöhter Wert gelegt werden sollte, um eine fundierte Planung und Ausführung der Wärmepumpenanlagen sicherzustellen. Die Abgabe einer Performancegarantie für das Gesamtsystem wurde seitens der Hersteller bisher abgelehnt, ist jedoch aus Sicht der Autoren aus Verbraucherschutzüberlegungen anzustreben.

www.ibp.fraunhofer.de

www.forschungsinitiative.de/effizienzhaus-plus/modellvorhaben/

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TFGDStaiger

Wärmepumpe und Legionellen

Im Bericht wird das Legionellenproblem von Wärmepumpen mit guter JAZ dezent umformuliert.
...In den Mehrfamilienhäusern haben erhöhte Systemtemperaturen zur Vermeidung von Legionellenbildung zu einer geringen JAZ geführt...
Bedeutet umgekehrt, in Einfamilienhäusern existiert ein Legionellenproblem, welches vom Gesetzgeber ausgeklammert wurde.
Das liegt daran, dass im EFH man sich nur selbst schadet, im MFH aber andere geschädigt werden könnten und ggf. Urteile gesprochen werden müssen. Übersetzt bedeutet das: "Selbstmord ist nicht strafbar".
Legionellen wissen davon aber leider nichts und machen grundsätzlich keinen gesetzlich vorgeschriebenen Bogen darum. Gerade jüngere Familien, die Wert auf eine saubere Umwelt legen und eine "sauber" Heizung wollen, wissen vom Legionellenproblem nichts und werden auch nicht informiert. In den meisten Fällen gibt es hygienisches Warmwasser mittels E-Heizstab. Das erhöht den Stromverbrauch deutlich und senkt die Effizienz und somit die JAZ. Architekten sollten über die Alternative Pelletheizung nachdenken. Nicht nur der Hygienefaktor ist besser, auch der Primärenergiefaktor verbessert sich nochmals. Bei einem Endenergieverbrauch von 8000 kWh inkl. Warmwasser reichen 2 Tonnen Pellets, passen in einen großen Schrank und kosten rund 460 € plus 80 € Schornsteinfeger/a.