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Erhebungen zur Effizienz von Wärmepumpen vorgestellt

Forum debattiert Strategien zur Energieeffizienz

18.11.2010, 06:00

Forum Zukunft Altbau
Die Optimierung der Gebäudesanierung stand im Zentrum des Forums Zukunft Altbau. Bild: Grund-Ludwig

Zu einem zentralen Treffpunkt der Energieberaterszene in Baden-Württemberg ist das Herbstforum Zukunft Altbau geworden. Die Effizienz und energetische Sinnhaftigkeit von Wärmepumpen sowie der Einsatz innovativer Materialien in integrierten Systemen für die Bestandssanierung gehörten 2010 zu den Leitthemen.

Zwei Erfahrungsberichte zum Thema Wärmepumpen wurden vorgestellt. Christel Russ vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme präsentierte ein Projekt, das die Effizienz von Wärmepumpen in unsanierten Bestandsgebäuden unter die Lupe genommen hat. 73 Installationen vor allem in Ein- und Zweifamilienhäusern haben sich die Freiburger Forscherinnen und Forscher dabei angeschaut. Produkte von zehn Herstellern kamen zum Einsatz. Untersuchungsgegenstand war die Energiebilanz beim Ersatz eines alten Ölkessels durch eine Wärmepumpe ohne weitere Sanierungsmaßnahmen.

Eines der Themen war herauszufinden, ob und unter welchen Bedingungen die Wärmepumpen gute Jahresarbeitszahlen erbringen. Dabei zeigte sich, so Russ, dass die Arbeitszahl stark abhängig ist von der Temperaturdifferenz zwischen Wärmesenke und Wärmequelle. Die Wärmequelle ist Luft, Erdreich oder Sole. Die Wärmesenke ist das System, das die Wärme verwertet, also beispielsweise die Heizung oder die Warmwasserbereitung.

Die Arbeitszahl sei abhängig von der absoluten Höhe der Temperatur der Wärmesenke: Je höher die Temperatur, desto kleiner die Arbeitszahl. "Die mittleren Temperaturen der Wärmesenke sollten nicht über 50 Grad liegen", rät Russ. Eine Über- oder Unterdimensionierung müsse vermieden werden. Bei einer Unterdimensionierung werde zu viel Strom über die Zuheizung mit Heizstäben benötigt. Außerdem sei zu einer Erreichung vernünftiger Arbeitszahlen eine möglichst weitgehende Reduzierung der Betriebszeiten im Sommer notwendig. Gemessen wurden Arbeitszahlen bei Sole-Wasser-Wärmepumpen von 3,3 und bei Luft-Wasser-Wärmepumpen von 2,6.

Über Erfahrungen einer Evaluierung bestehender Erdwärmesonden referierte Martin Sawillion von der Klimaschutz- und Energieagentur KEA. 150 Betreiber von Erdwärmepumpen hat seine Institution nach ihren Erfahrungen befragt. Die Mehrzahl der betroffenen Gebäude war jünger als zehn Jahre. Die Heizlast betrug im Schnitt 12,5 Kilowatt. 50 Prozent hatten einen elektrischen Heizstab. 22 Prozent der Gebäude waren neben der Wärmepumpe mit Solarthermie ausgestattet.

Da die Ergebnisse die Auswertung einer freiwilligen Befragung sei, könne man von eher positiven Resultaten ausgehen, erklärte Sawillion. Nur für drei Anlagen wurden Jahreszahlen konkret ermittelt, sie lagen zwischen 2,7 und 3,3. Insgesamt werde noch zu wenig auf die Überprüfung geachtet, mahnte Sawillion. Die Befragten hatten zwar die Wirtschaftlichkeit mit großer Mehrheit als wichtige Motivation für die Installation angegeben, eine Kontrolle hatte aber keiner der Befragten durchgeführt.

Auf die Frage, ob die Wärmepumpe ein Beitrag zum Umweltschutz sei, gab es von Sawillion eine diplomatische Antwort: Solarthermie und Holzheizungen würden direkte Primärenergie einsparen, eine Wärmepumpe könne auch negative Effekte haben. "In dieses Loch dürfen die Wärmepumpen nicht fallen", betonte er, es komme deshalb um so mehr auf die Qualitätskontrolle bei der Installation an.

Mit innovativen Technologien aus der Nanotechnologie, die in den nächsten Jahren Einzug in zu sanierende Gebäude halten könnte, beschäftigte sich ein Vortrag von Professor Udo Weimar vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Tübingen. Er hat den europäischen Forschungsverbund Clear-up vorgestellt, in dem 20 europäische Partner an integrierten Konzepten für energieeffiziente Häuser der Zukunft arbeiten.

"Dabei geht es nicht darum, im Neubau Effizienzrekorde aufzustellen, sondern zu schauen, was man im Gebäudebestand tun kann", sagte Weimar. Das Konzept umfasst die Nutzung von Sensorik und intelligenten Steuerungs-Strategien, um aktive und passive Systeme für Beleuchtung, Belüftung und die Kontrolle der Raumtemperatur zu kombinieren.

Ein Ansatz ist die Optimierung der Beleuchtung unter Reduzierung des Stromverbrauchs. Dazu dienen elektrochrome Scheiben, die von Forschern aus Uppsala beigesteuert werden. Elektrochrome Scheiben können ihre Lichtdurchlässigkeit verändern. "Geprüft wird dabei auch, ob sich solche elektrochromen Scheiben im Bestand durch Auflaminieren erstellen lassen", sagte Weimar. Gearbeitet wird auch an so genannten Light Balancing-Systemen, die mehr Tageslicht ins Innere von Räumen transportieren. "Das dauert aber noch eine Weile bis zur Marktreife", räumt Weimar ein.

Auch die Stärke des Tübinger Instituts in der Sensorik soll im Projekt zum Tragen kommen. Bereits vor mehr als zehn Jahren haben sie eine so genannte "elektronische Nase" vorgestellt, einen Geruchssensor. Der soll nun eingesetzt werden, um die Lüftung zu optimieren und sie nicht mehr nur mit dem CO2-Gehalt zu steuern. Auch Regensensoren, die bei Bedarf dafür sorgen, dass Fenster sich automatisch schließen gehören zu dem integrierten System.

Ein Demonstrator ist bereits fertig, Tests in Bürogebäuden laufen an. "Wichtig ist uns dabei, vorher zu einer Abschätzung der möglichen Effekte der Energieeinsparung zu kommen", betont Weimar. Deshalb ist es auch ein Anliegen Weimars, dass innovative Technologien schneller in Simulationswerkzeuge zur Gebäudeplanung integriert werden. Auch das soll Clear-Up in den nächsten zwei Jahren leisten.

Von unserer Redakteurin Pia Grund-Ludwig

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