Heizen mit Umweltwärme und Strom ist im Trend. Die Nutzung der Umweltwärme befindet sich nach einem Dornröschenschlaf wieder im Aufwind. Wärmepumpen, die unter der Nutzung von Strom Umweltwärme auf ein nutzbares Temperaturniveau pumpen werden immer öfter zur ersten Wahl bei der Wahl der Heizungstechnologie. Die Geräte zur Nutzung der Umweltwärme mit Strom sind in wieder im Kommen und können laut der der Kommunikation der Hersteller nicht nur Umwelt sondern auch den Geldbeuten schonen. Bei der Installation dieser Geräte ist jedoch einiges zu Beachten, damit die vom Hersteller vorhergesagten Wirkungsgrade auch erreicht werden und die Wärmepumpe nicht zum Sündenfall für Geldbeuten und Umwelt wird.
Was bringen Wärmepumpen in der Realität?
Dazu ermittelte die Agenda 21 Gruppe Energie im badischen Lahr, in Zusammenarbeit mit der Ortenauer Energieagentur, dem Landratsamt, dem Steinbeis-Transferzentrum, der badenova, dem EWM und der Tagespresse über 100 Interessenten für einen zweijährigen Feldtest. Die Auswahl der beteiligten Untersuchungsanlagen wurde nach technischen Kriterien vorgenommen, um die Aussagekraft des Feldtests zu erhöhen. Wichtig bei der Auswahl der in die Studie einbezugenen Geräte waren: die geographische Lage, die Art der Kaltquellen (Luft, Erdreich oder Grundwasser), das Alter der Wärmepumpen und die Hersteller. Nach dem Ausleseprozess blieben 33 Wärmepumpenanlagen zwischen Freiburg und Bühl sowie zwischen dem Rhein und der Kinzig übrig. Teilgenommen an der Untersuchungg hat auch das einzige Passivhaus dieser Gegend in Lahr.
Die wissenschaftlichen Fragestellungen
Bei dieser Untersuchung geht es im Detail um die Beantwortung der folgenden Fragen:
- Welche der drei Kaltquellen ist die geeignetste ?
- Heizung und Warmwasser getrennt oder kombiniert ?
- Ist ein Pufferspeicher für die Heizung nötig und wenn ja, in welcher Größe ?
- Sind normale Heizkörper vertretbar oder ist eine Fußbodenheizung erforderlich ?
Zur Durchführung des Tests mußten die Wärmepumpenbetreiber dem Vesuchsteam monatlich die Wärme- und Elektrozählerstände melden. Die Zähler und deren Einbau finanzierten die badenova und das E-Werk Mittelbaden. Die Ortenauer Energieagentur stand dem gemeinschaftlichen Projekt beratend zur Verfügung. Durch die intensive Auswertung des aus der Praxis gesammelten Datenmaterial läßt der Feldtest Rückschlüsse auf die ordnungsgemäße Funktion der Anlagen zu. Bei Problemfällen wurden die Anlagen vor-Ort in Augeschein genommen und die Agenda-Gruppe in Lahr gab den Betreibern Hinweise zur Lösung. Das Projekt diente damit nicht nur den Teilnehmern zur Verbesserung der Anlagenleistung, sondern lieferte den Planern, dem Heizungs- und Elektro-Handwerk sowie den Energieberatern verlässliche Daten über die unterschiedliche Effizien, Fehler und Leistungen der eingebauten Wärmepumpensysteme.
Das Ergebnis:
Erdsonden-Wärmepumpen positiv, Kritik bei Luft-Wärmepumpen
In einem so genannten „Feldtest Elektro-Wärmepumpen“ untersucht die Lokale Agenda 21 - Gruppe Umwelt/ Energie Lahr (Schwarzwald) seit Herbst 2006 am Oberrhein den Stand heutiger Wärmepum-pentechnik, deren Effizienz und Wirtschaftlichkeit. Der Feldtest ist auf zwei Jahre ausgelegt.Der Hintergrund: Immer mehr Menschen wollen aus preislichen und ökologischen Gründen weg vom Öl. Sie nutzen unter anderem Wärmepumpen, die die Kaltquellen Luft, Erdreich oder das Grundwasser mit Hilfe elektrischer Energie auf eine nutzbare Temperatur anheben. Fraglich ist jedoch, ob das „Heizen mit Umweltwärme und Strom“ eine geeignete Alternative ist, klimaschädliche Treibhausgase und Geld einzusparen. Die Agenda-Gruppe hat es sich deshalb zur Aufgabe gemacht, diese Frage zu klären.Sie untersucht zusammen mit der Ortenauer Energieagentur zwischen Freiburg und Baden-Baden das Leistungsverhalten von 33 Heiz- und 4 Warmwasser-Wärmepumpen in Ein- und Zweifamlienhäusern. Wichtig bei der Auswahl waren: die geographische Lage, die Art der Kaltquellen, das Alter der Wärme-pumpen von maximal vier Jahren und die Hersteller. Im Feldtest geht es in einem ersten Schritt um die Klärung der beiden Fragen, welche der drei Kaltquellen die geeignetste ist und ob normale Heizkörper vertretbar oder Fußbodenheizungen erforderlich sind.Die Agenda-Gruppe stellte jetzt die ersten Ergebnisse des Winterhalbjahres 2006/07 dem Arbeitskreis „Wärmepumpen“ vor. Dieser setzt sich zusammen aus den Vertretern der beiden Förderer badenova und E-Werk Mittelbaden, dem Handwerk, der Hochschule Offenburg, dem Steinbeis-Transferzentrum und der Stadt Lahr.Fazit: Es gibt erhebliche Unterschiede zwischen den Leistungsmessungen auf den Wärmepumpen-Testständen und der Werbung auf der einen Seite und der Ermittlung von Arbeitszahlen unter realistischen Betriebsbedingungen auf der anderen Seite. Die Arbeitszahl ist die wichtigste Kenngröße zur Beurteilung der Effizienz einer Wärmepumpe und ist definiert als das Verhältnis von Wärme am Ausgang zu Strom am Eingang. Um Primärenergie und damit das schädliche Kohlendioxid einzusparen, ist eine Arbeitszahl von beträchtlich über 2,7 erforderlich, um die hohen Zusatzinvestitionen gegenüber einem Brennwertkessel von 8 000 – 16 000 Euro zu rechtfertigen und um überhaupt einen nen-nenswerten Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.Auf der Kaltquellenseite sind Erdreich-Heiz-Wärmepumpen der Spitzenreiter. Bei einer Fußbodenheizung erreichen sie im Mittel eine Arbeitszahl von 3,5; davon übertreffen drei Wärmepumpen sogar das Werbeziel von 4. Die Grundwasser-Wärmepumpen schneiden mit 3,4 etwas schlechter ab. Schlusslicht bilden die Heiz-Luft-Wärmepumpen. Bei einer Fußbodenheizung beträgt die Arbeitszahl im Mittel 2,95 und bei Radiatorheizkörpern nur 2,3 (typisch für Altbausanierung). Damit sind Luft-Wärmepumpen schon heute kritisch bis ablehnend zu beurteilen. Schließlich fanden die Messungen in der wärmsten Gegend Deutschlands statt und der Winter 2006/07 war der wärmste seit Aufzeichung der Wetterdaten. Es ist zu erwarten, dass in einem normalen Winter und im kühleren Norden Deutschlands die Arbeitszahlen sinken werden und damit die ganz große Mehrheit der Luft-Wärmepumpen keine Chance mehr haben wird, die Grenz-Arbeitszahl von 2,7 unter realistischen Betriebsbedingungen deutlich zu übertreffen.Bei Radiatorheizungen erniedrigen sich die Arbeitszahlen gegenüber einer Fußbodenheizung wegen des höheren Temperaturniveaus. An Hand der bisheriger Ergebnisse beträgt die Effizienzminderung durch Radiatoren bei Erdreich-Wärmepumpen 10% und bei Luft-Wärmepumpen 28%! Bei den kleinen Warmwasser-Wärmepumpen beträgt die mittlere Arbeitszahl nur 1,7. Die Lokale Agenda 21 - Gruppe Umwelt/Energie empfiehlt aus diesem Grund für die Brauchwassererwärmung Sonnenkollektoren. Unabhängig von den Effizienzmesungen ist es aber ein Gewinn für die Umwelt, wenn die Antriebsenergie der Wärmepumpen aus Ökostrom besteht. Das ist aber noch lange nicht der Fall. Die Elektrizitätswerke sind deshalb schon heute aufgefordert, den derzeitigen Strommix zu überdenken und den hohen Kohle-Primärenergieanteil zu verringern. Und Hersteller und Handwerker sind aufgefordert, mehr als bisher die Systemtechnik und die Optimierung der Komponenten im Auge zu behalten. Beides würde dann nicht nur dem Klimaschutz dienen, sondern den meisten Wärmepumpensystemen erst einen nennenswerten Umweltvorteil verschaffen.Die Messungen dauern noch bis Ende 2008 an, um weitere Details zu klären, wie z.B. das Verhalten von Wärmepumpen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und ob eine getrennte oder kombinierte Warmwasserversorgung günstiger ist. Abschließend ist auch noch eine betriebswirtschaftliche Analyse vorgesehen. Somit dient das Projekt nicht nur den Teilnehmern am Feldtest, sondern liefert den Planern, dem Heizungs- und Elektro-Handwerk sowie den Energieberatern auch unabhängige und verlässliche Daten über die effizientesten Wärmepumpensysteme.
In der SONNENENERGIE 5/2007 berichtet der an der Studie beteiligte Wissenschaftler Dr. Falk Auer detailliert über die Ergebnisse dieses wichtigen Feldtests.
Weitere Informationen zum Feldtest unter www.agenda-energie-lahr.de
Was bringen Wärmepumpen in der Realität?
Dazu ermittelte die Agenda 21 Gruppe Energie im badischen Lahr, in Zusammenarbeit mit der Ortenauer Energieagentur, dem Landratsamt, dem Steinbeis-Transferzentrum, der badenova, dem EWM und der Tagespresse über 100 Interessenten für einen zweijährigen Feldtest. Die Auswahl der beteiligten Untersuchungsanlagen wurde nach technischen Kriterien vorgenommen, um die Aussagekraft des Feldtests zu erhöhen. Wichtig bei der Auswahl der in die Studie einbezugenen Geräte waren: die geographische Lage, die Art der Kaltquellen (Luft, Erdreich oder Grundwasser), das Alter der Wärmepumpen und die Hersteller. Nach dem Ausleseprozess blieben 33 Wärmepumpenanlagen zwischen Freiburg und Bühl sowie zwischen dem Rhein und der Kinzig übrig. Teilgenommen an der Untersuchungg hat auch das einzige Passivhaus dieser Gegend in Lahr.
Die wissenschaftlichen Fragestellungen
Bei dieser Untersuchung geht es im Detail um die Beantwortung der folgenden Fragen:
- Welche der drei Kaltquellen ist die geeignetste ?
- Heizung und Warmwasser getrennt oder kombiniert ?
- Ist ein Pufferspeicher für die Heizung nötig und wenn ja, in welcher Größe ?
- Sind normale Heizkörper vertretbar oder ist eine Fußbodenheizung erforderlich ?
Zur Durchführung des Tests mußten die Wärmepumpenbetreiber dem Vesuchsteam monatlich die Wärme- und Elektrozählerstände melden. Die Zähler und deren Einbau finanzierten die badenova und das E-Werk Mittelbaden. Die Ortenauer Energieagentur stand dem gemeinschaftlichen Projekt beratend zur Verfügung. Durch die intensive Auswertung des aus der Praxis gesammelten Datenmaterial läßt der Feldtest Rückschlüsse auf die ordnungsgemäße Funktion der Anlagen zu. Bei Problemfällen wurden die Anlagen vor-Ort in Augeschein genommen und die Agenda-Gruppe in Lahr gab den Betreibern Hinweise zur Lösung. Das Projekt diente damit nicht nur den Teilnehmern zur Verbesserung der Anlagenleistung, sondern lieferte den Planern, dem Heizungs- und Elektro-Handwerk sowie den Energieberatern verlässliche Daten über die unterschiedliche Effizien, Fehler und Leistungen der eingebauten Wärmepumpensysteme.
Das Ergebnis:
Erdsonden-Wärmepumpen positiv, Kritik bei Luft-Wärmepumpen
In einem so genannten „Feldtest Elektro-Wärmepumpen“ untersucht die Lokale Agenda 21 - Gruppe Umwelt/ Energie Lahr (Schwarzwald) seit Herbst 2006 am Oberrhein den Stand heutiger Wärmepum-pentechnik, deren Effizienz und Wirtschaftlichkeit. Der Feldtest ist auf zwei Jahre ausgelegt.Der Hintergrund: Immer mehr Menschen wollen aus preislichen und ökologischen Gründen weg vom Öl. Sie nutzen unter anderem Wärmepumpen, die die Kaltquellen Luft, Erdreich oder das Grundwasser mit Hilfe elektrischer Energie auf eine nutzbare Temperatur anheben. Fraglich ist jedoch, ob das „Heizen mit Umweltwärme und Strom“ eine geeignete Alternative ist, klimaschädliche Treibhausgase und Geld einzusparen. Die Agenda-Gruppe hat es sich deshalb zur Aufgabe gemacht, diese Frage zu klären.Sie untersucht zusammen mit der Ortenauer Energieagentur zwischen Freiburg und Baden-Baden das Leistungsverhalten von 33 Heiz- und 4 Warmwasser-Wärmepumpen in Ein- und Zweifamlienhäusern. Wichtig bei der Auswahl waren: die geographische Lage, die Art der Kaltquellen, das Alter der Wärme-pumpen von maximal vier Jahren und die Hersteller. Im Feldtest geht es in einem ersten Schritt um die Klärung der beiden Fragen, welche der drei Kaltquellen die geeignetste ist und ob normale Heizkörper vertretbar oder Fußbodenheizungen erforderlich sind.Die Agenda-Gruppe stellte jetzt die ersten Ergebnisse des Winterhalbjahres 2006/07 dem Arbeitskreis „Wärmepumpen“ vor. Dieser setzt sich zusammen aus den Vertretern der beiden Förderer badenova und E-Werk Mittelbaden, dem Handwerk, der Hochschule Offenburg, dem Steinbeis-Transferzentrum und der Stadt Lahr.Fazit: Es gibt erhebliche Unterschiede zwischen den Leistungsmessungen auf den Wärmepumpen-Testständen und der Werbung auf der einen Seite und der Ermittlung von Arbeitszahlen unter realistischen Betriebsbedingungen auf der anderen Seite. Die Arbeitszahl ist die wichtigste Kenngröße zur Beurteilung der Effizienz einer Wärmepumpe und ist definiert als das Verhältnis von Wärme am Ausgang zu Strom am Eingang. Um Primärenergie und damit das schädliche Kohlendioxid einzusparen, ist eine Arbeitszahl von beträchtlich über 2,7 erforderlich, um die hohen Zusatzinvestitionen gegenüber einem Brennwertkessel von 8 000 – 16 000 Euro zu rechtfertigen und um überhaupt einen nen-nenswerten Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.Auf der Kaltquellenseite sind Erdreich-Heiz-Wärmepumpen der Spitzenreiter. Bei einer Fußbodenheizung erreichen sie im Mittel eine Arbeitszahl von 3,5; davon übertreffen drei Wärmepumpen sogar das Werbeziel von 4. Die Grundwasser-Wärmepumpen schneiden mit 3,4 etwas schlechter ab. Schlusslicht bilden die Heiz-Luft-Wärmepumpen. Bei einer Fußbodenheizung beträgt die Arbeitszahl im Mittel 2,95 und bei Radiatorheizkörpern nur 2,3 (typisch für Altbausanierung). Damit sind Luft-Wärmepumpen schon heute kritisch bis ablehnend zu beurteilen. Schließlich fanden die Messungen in der wärmsten Gegend Deutschlands statt und der Winter 2006/07 war der wärmste seit Aufzeichung der Wetterdaten. Es ist zu erwarten, dass in einem normalen Winter und im kühleren Norden Deutschlands die Arbeitszahlen sinken werden und damit die ganz große Mehrheit der Luft-Wärmepumpen keine Chance mehr haben wird, die Grenz-Arbeitszahl von 2,7 unter realistischen Betriebsbedingungen deutlich zu übertreffen.Bei Radiatorheizungen erniedrigen sich die Arbeitszahlen gegenüber einer Fußbodenheizung wegen des höheren Temperaturniveaus. An Hand der bisheriger Ergebnisse beträgt die Effizienzminderung durch Radiatoren bei Erdreich-Wärmepumpen 10% und bei Luft-Wärmepumpen 28%! Bei den kleinen Warmwasser-Wärmepumpen beträgt die mittlere Arbeitszahl nur 1,7. Die Lokale Agenda 21 - Gruppe Umwelt/Energie empfiehlt aus diesem Grund für die Brauchwassererwärmung Sonnenkollektoren. Unabhängig von den Effizienzmesungen ist es aber ein Gewinn für die Umwelt, wenn die Antriebsenergie der Wärmepumpen aus Ökostrom besteht. Das ist aber noch lange nicht der Fall. Die Elektrizitätswerke sind deshalb schon heute aufgefordert, den derzeitigen Strommix zu überdenken und den hohen Kohle-Primärenergieanteil zu verringern. Und Hersteller und Handwerker sind aufgefordert, mehr als bisher die Systemtechnik und die Optimierung der Komponenten im Auge zu behalten. Beides würde dann nicht nur dem Klimaschutz dienen, sondern den meisten Wärmepumpensystemen erst einen nennenswerten Umweltvorteil verschaffen.Die Messungen dauern noch bis Ende 2008 an, um weitere Details zu klären, wie z.B. das Verhalten von Wärmepumpen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt und ob eine getrennte oder kombinierte Warmwasserversorgung günstiger ist. Abschließend ist auch noch eine betriebswirtschaftliche Analyse vorgesehen. Somit dient das Projekt nicht nur den Teilnehmern am Feldtest, sondern liefert den Planern, dem Heizungs- und Elektro-Handwerk sowie den Energieberatern auch unabhängige und verlässliche Daten über die effizientesten Wärmepumpensysteme.
In der SONNENENERGIE 5/2007 berichtet der an der Studie beteiligte Wissenschaftler Dr. Falk Auer detailliert über die Ergebnisse dieses wichtigen Feldtests.
Weitere Informationen zum Feldtest unter www.agenda-energie-lahr.de
