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Agenda-21-Gruppe Lahr legt Feldtest Wärmepumpen vor

Luftwärmepumpen – nur heiße Luft?

21.01.2014, 06:20

Luf-Wasser-Wärmepumpe von Stiebel Eltron
Luft-Wärmepumpen schneiden bei der Agenda-21-Gruppe Lahr schlecht ab. © Stiebel Eltron

Luftwärmepumpen zur Raumheizung sind für den Klimaschutz meist nicht sinnvoll – wegen zu niedriger Arbeitszahl. Solche, die nur Trinkwasser erwärmen, schon gar nicht. Wärmepumpenheizungen mit Erdreich oder Grundwasser als Wärmequelle dagegen können in der Regel so effizient sein, dass die CO2-Emissionen für ihren Betriebsstrom verantwortbar sind. Das ist kurz gesagt die Aussage des "Feldtests Wärmepumpen" nach sieben Jahren Datensammlung und Problemanalyse. Einen knappen Schlussbericht hat Projektleiter Falk Auer vorgelegt.

Es gibt bisher allein für den deutschsprachigen Raum mindestens acht Feldstudien zu Wärmepumpenanlagen. Meist waren Anbieter solcher Heizungssysteme daran beteiligt – oder Stromlieferanten, die ebenfalls an der Verbreitung solcher Anlagen interessiert sind. Das muss sich nicht auf Methodik und Ergebnis auswirken, tut es erfahrungsgemäß aber fast immer doch.

Umso neugieriger ist man deshalb, was der Inhaber eines Ingenieurbüros Falk Auer zu sagen hat. Zusammen mit Co-Autor Herbert Schote hat er als Mitglied der lokalen Agenda-21-Umweltgruppe im badischen Lahr 65 Anlagen gemessen, analysiert und bewertet.

Warum spricht die Umweltgruppe der Luftwärmepumpe die Fähigkeit ab, nennenswert CO2-Ausstoß zu vermeiden? Bei 22 der 25 gemessenen Anlagen habe das Verhältnis zwischen der abgegebenen Wärme und dem eingesetzten Strom im Laufe eine Messjahres, also die Jahresarbeitszahl (JAZ), den Wert 3,0 nicht überschritten. Damit sei dieser Wärmepumpentyp "nicht energieeffizient". Bei der gewählten Grenze von 3,0 für die Jahresarbeitszahl beruft sich Auer auf Veröffentlichungen der Deutschen Energie-Agentur (dena) aus dem Jahr 2008 (Kohler/Bonekamp).

Genau hier hakt auch schon die Kritik ein. Marek Miara, der Projektleiter einer Fraunhofer-ISE-Studie zu Wärmepumpen, hat Auers Studie gelesen und sagt: "Die Grundlagen für die damalige dena-Aussage haben sich seither verändert."

Statt sich an einem veralteten Schwellenwert zu orientieren, sei es besser, Technologien einzeln miteinander zu vergleichen. Verwende man aktuelle Werte aus der GEMIS-Datenbank, dann könne "eine Wärmepumpe schon mit einer Jahresarbeitszahl über 2,15 in der CO2-Bilanz besser sein als ein Gaskessel mit 90 Prozent Jahreswirkungsgrad". Die Datenbank bildet den Strommix ab. Der hat Auswirkungen auf die Ökobilanz der Wärmepumpen. Ein höherer Anteil von Strom aus regenerativen Energien am Strommix verbessert automatisch die CO2-Bilanz von Wärmepumpen, da diese mit Strom betrieben werden.

Sogar schon mit der Methode, wie Auer die Jahresarbeitszahlen der Anlagen ermittelt, ist Fraunhofer-Forscher Miara nicht einverstanden. Falk Auer zieht von der Wärme, die die Wärmepumpe liefert, unter anderem die Verluste eines Puffer- oder Trinkwasserspeichers, so vorhanden, ab ("System-Jahresarbeitszahl"). Allein für den Pufferspeicher kann sich so nach einer früheren Veröffentlichung der Umweltgruppe die Jahresarbeitszahl um bis zu 0,2 verringern.

Marek Miara hält ein solches Vorgehen für unzulässig. Zum einen sei eine Wärmepumpe dann nicht mehr mit einer Gas- oder Ölheizung vergleichbar, bei der üblicherweise Speicherverluste nicht eingerechnet würden. Zum anderen hält es Miara für abwegig, wenn bei der Betrachtung des Gesamtsystems die Qualität des Pufferspeichers eine Rolle spielen würde.

Besser als die Luftwärmepumpen kommen bei Falk Auer große Grundwasser-Wärmepumpen weg: Drei von vier betrachteten Anlagen schafften eine System-Jahresarbeitszahl von über 4. Regelrecht "beeindruckt" zeigt sich Auer von verschiedenen Arten von Erdwärmepumpen. Eine Anlage mit horizontalem Kollektor erreichte 4,7. Eine CO2-Erdsonden-Wärmepumpe mit variabler Verdichterleistung kam auf 5,1. Eine System-Jahresarbeitszahl von sage und schreibe 5,8 schaffte ein Modell mit solar unterstütztem Erdkollektor.

Die Studie der Lahrer Agenda-21-Gruppe enthält auch allgemeine Empfehlungen zu Wärmepumpenanlagen, abgeleitet aus den 65 Datensätzen der analysierten Anlagen. Einen Ratschlag unterschreibt auch Fraunhofer-Forscher Miara ohne Vorbehalt: "Komplexität verringern – nicht zu viele Energiequellen kombinieren; weniger Umwälzpumpen und Stellventile, dadurch weniger Regelungsprobleme und Hilfsenergien."

Auch bei Luftwärmepumpen unterstützt Miara eine Empfehlung der Auer-Studie – nämlich Wärmepumpen mit variabler Verdichterleistung einzusetzen. Bei Erd- und Grundwasser-Wärmepumpen dagegen bringe das nicht viel.

Die Studie der Agenda-21-Umweltgruppe bietet also auf jeden Fall viel Zündstoff für Wärmepumpenanhänger. Wer die Argumente prüfen will, sollte auf der Internetseite der Gruppe nicht nur den sehr knapp gehaltenen Schlussbericht – kurioserweise gibt es mehrere Dateien mit dieser Bezeichnung –, sondern auch die weiteren Dokumente beachten. Unter anderem finden sich dort Aussagen zur Wirtschaftlichkeit, detaillierte Einzelberichte zu vielen Anlagen und bemerkenswert offene Informationen zu Konflikten mit einem der Projektförderer. Die Fraunhofer-Studie "Wärmepumpen-Effizienz" steht ebenfalls online. Alexander Morhart

Eine Verwendung dieses Textes durch Dritte ist kostenpflichtig. Eine Lizenzierung ist möglich. Bitte nehmen Sie bei Fragen Kontakt auf.

Kommentare zur Meldung

Kommentare 1 - 1 von 1.

Klaus Höfler - 19.10.2015, 17:14

alles, was es zum Thema zu lesen giebt, ist nach meiner Erfahrung völlig veraltet. Luft-Wasserwärmepumpen erreichen heute problemlos Jahresarbeitszahlen von 4 und darüber, jedenfalls dann, wenn man die "aktuelle Top-Technik" verwendet. Wir beheizen unseren sanierten Altbau (monovalent ohne Heizstab) seit Ende 2012 mit einer Luft-Wasser WP. Die Arbeitszahl betrugen 2012/2013 - 3,68 2013/2014 - 4,18 2014/2015 3,86. Das Heizsystem konnte hydraulisch nur eingeschränkt an die neue Wärmeqelle angepasst werden und ist somit nicht optimal. Die vorhandenen Heizkörper wurden ebenfalls übernommen und nicht auf niederige Vorlauftemperaturen optimiert. Der Wärmemengenzähler ist hinter dem Pufferspeicher installiert. Somit wurde der Stromverbrauch in Relation zur tatsächlich ins Heizsystem eingespeisten Energie gesetzt. Die tatsächliche Arbeitszahl der WP lag also noch über den o.g. Werten, weil die Pufferverluste unberücksichtigt blieben. Bei der Beheizung eines Gebäudes mit Fussbodenheizsystem und heutigem Dämmstandard lassen sich also Jahresarbeitszahlen von über 4 erreichen. Ansonsten werden bei Vergleichen ungeprüft Gesamtwirkungsgrade bei Brennwertheizsystemen von 90% in Ansatz gebracht, wenngleich diese Wirkungsgrade in der Praxis nur in den seltensten Fällen auch tatsächlich erreicht werden. Unsere 10 Jahre alte Flüssiggasanlage kam auf einen Wirkungsgrad von rd. 68%. Es ist keinem Verbraucher geholfen, wenn das Märchen der Inneffizienz von Wärmepumpen weiterhin erzählt wird. Man darf den technischen Fortschritt, welcher insbesondere im Bereich der Luft-Wasserwärmepumpen erreicht werden konnte, nicht ignorieren.

 

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