Wärmepumpen auf dem Prüfstand: Wie energieeffizient ist der Betrieb?

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1 Wärmepumpen auf dem Prüfstand: Wie energieeffizient ist der Betrieb? Bilanz eines 7-jährigen Feldtests mit Empfehlungen für die Praxis Anlass: - Fehlende Umweltverträglichkeit konventioneller Energieträger : Weg vom Erdöl, Heute: Kernenergie und Kohle. Aber wohin? Möglichkeiten: Erdgas-BW-Kessel und Solarthermie Holzpelletkessel E - Wärmepumpe Bewertungen: Sauberer als Erdöl CO 2 - neutral Effizienz von Randbedingungen abh.: Ziel: Kaltquellen & Wärmesenken Mit wenig Strom max Beitrag Klimaschutz

2 Ziele: Feldtest Wärmepumpen Lokale Agenda 21 - Gruppe Energie Stadt Lahr (Schwarzwald) in Phase 1 (Basis): Kooperation mit OEA und Förderung badenova und EWM - Stand neuer Technik und Zuverlässigkeit - Energie-Effizienz und Beitrag zum Klimaschutz - Kosten und Wirtschaftlichkeit Beschreibung Ph. 1 ( ) und Ph. 2 ( ): - 53 Heiz- und 13 WW-Wärmepumpen - Lage: Freiburg bis Baden-Baden - Kaltquellen: Luft, Erdreich und Grundwasser - Wärmesenken: Fußbodenhz. und Radiatoren - EFH, MFH, Reihenhäus. & öffentl. Einrichtungen Alter maximal 4 Jahre - Strom- und Erdgasantrieb JZ

3 Die Elektro - Wärmepumpe: Kühlschrank mit umgekehrtem Nutzen Kühlschrank: innen >> außen Wärmepumpe: außen >> innen Stromverbrauch entscheidend für Energieeffizienz Jahres - Arbeitszahl: Effizienz - Ziele: JAZ = Wärme - AUSGANG Strom - EINGANG energie-effizient JAZ > 3,0 nennenswert en.eff. JAZ > 3,5 Quellen: dena, RWE und EEWärmeG Frage: Welches Wärmepumpensystem erreicht dieses Effizienz - Ziel?

4 Jahresarbeitszahlen Phase 1 (braun) und Phase Ergebnisse des Feldtests Wärmepumpen Vergl. ISE Phase 1 3 Abluft - WP Groß - WP Phase 1 Phase 1 Luft Grundwasser Erdreich Kalte Quellen der Wärmepumpen 4 Sol.therm. unterstützt (Hybrid- und Erdkoll.) 13 CO2-Erdsonde Erdkoll. DV 1+ ausgezeichnet 1 sehr gut 2 gut 3 befr. 4 ausr. 5 mangelhaft mangelhaft 6 ungenügend Schulnoten Zahlen in Säulen: Anzahl Wärmepumpen Balkenhöhe: Variation Einzelwerte Querstriche: Mittelwerte; bei Luft: oben Fußbodenheizung, unten Heizkörper 2 2 Werbung nennenswert en.effizient energieeffizient Stromheizung Beurteilung Ergebnisse

5 Fallbeispiel: Kohlendioxid - Erdsonde in OG 0 m schwach feucht Schluff GW25 15m schwach feucht bis naß 30m schwach feucht 39m Mittel- bis Feinkies Ton feinsandig Kondensator Wärmeabfuhr WT 48m trocken Sandstein 57m In Wasserschutzgebieten Zone III möglich (BaWü) schwach feucht Tonstein x DN25 Cu Verdampfer Wärmezufuhr Sumpf 99m

6 Einbringen einer CO 2 - Erdsonde in Offenburg

7 Betriebswirtschaftlichkeit von Heizwärmeerzeugern Nutzfläche 240 m² Wärme Heiz. 90 kwh/m²a Wärmeverbr kwh/a Gas-Brennwertkessel u. WW solar Luft-WP: Mittel Phase 1 EWS-WP: Mittel Phase 1 Investitionskosten einschließl. Montage und Umsatzst. (Euro) Betriebskosten /a (Euro) a. Energie b. Wartung und Reparatur Summe Kosten /a (Euro) Spezifische Wärmekosten (Cent/kWh) 11,9 12,7 11,5 Ergebnis: EWS-WP am günstigsten wegen geringer Stromkosten (höchste Energieeffizienz) und langer Lebensdauer Luft-WP: Trotz fehlender Effizienz, hoher (steigender) Stromkosten und damit fehlender Wirtschaftlichkeit nimmt Einbau zu!

8 Abluft - Wärmepumpen Zu Ab Fo Fr - Kontrollierte Lüftung - Wärmerückgewinnung WP - Fußbodenheizung WT - Warmwasser Niedrigenergiehaus Phase 1 SJAZ = 2,6-2,8 Passivhaus Phase 1 SJAZ = 2,8 (mit 100m Erdkollektor 3,3) Niedrigenergiehaus Phase 2 SJAZ = 2,5 Probleme: NEH: Überlüftung/ Wärmekurzschluss, PH: geringe Leistung WP

9 Luft - Klein-Wärmepumpe für die Brauchwassererwärmung WP WP Speicher 300 Liter Speicher 100 Liter Kühler Keller Warme Küche (Abluft-Wärmepumpe) Anschlussleistung Wärmepumpe: 300 Watt-el. - Speichervolumen: l

10 Die Mittel der System-Jahresarbeitszahlen SJAZ von 13 Warmwasser-Wärmepumpen Arbeitszahl (Wärme-AUSGANG / Strom-EINGANG) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Einfamilienhäuser Reihenhäuser Mehrfamilienhäuser 1,5 2 2,4 Variation min-max 1,4 Variation min-max Warmwasserverbrauch: l / (Person*Tag) (Mitt.25 ); ab 40 SJAZ>3 ===>> Verschwendung 3 Anzahl der WP 5 3 Anzahl der WP Keller / Küche (Abluft) Keller Küche (Abluft) 2,5 Werbung nennenswert energieeffizient energieeffizient (Mindestwert)

11 Rahmenbedingungen müssen stimmen 1. Fehler bei Planung Peter Hubacher, WP - Fachmann aus der Schweiz: Je einfacher eine WP - Anlage, desto besser die JAZ. Zusatzqu.: zu komplex Luft: Kritisch Wasser Erde Sonne&Holz&Eis WP Hz.Sp Sanierter Altbau (NEH) oder Neubau Korb Flächenhz. <35 C WP-Leistung... nicht über-dimensionieren Takten zu starke Pumpe zu kurz zu wenig Erdvolumen nicht unter-dimensionieren Notheizstab

12 2. Fehler bei der Ausführung - Fehlende oder lückenhafte Dämmung - Hydraulischer Abgleich fehlt 3. Fehler im Betrieb - Heizkurve zu hoch eingestellt - Nachtabsenkung zu lang und tief - Not-Heizstab unkontrolliert aktiv

13 Empfehlungen 1. Erdgekoppelte - Wärmepumpen und Flächenheizung Gründe: - Auch in der Praxis hohe Effizienz - Im Mittel 30% PE/CO 2 - Einsparungen gegen Brennwert-K. 2. Keinen Einsatz von Luft-Wärmepumpen Grund: Laut dena, RWE, EEWärmeG und AEA kritisch zu bewerten: JAZ > 3 bei nur 3 von Keinen Einsatz von Warmwasser-Wärmepumpen Grund: Energie - Ineffizienz: JAZ = 1,5-2,5 >> Solarthermische Anlage ökologisch bessere Alternative Bericht zum Feldtest Wärmepumpen unter

14 Kontaktadressen und Informationen Lokale Agenda 21 - Gruppe Energie Lahr Internet: Dr. Falk Auer, Telefon: (18-19 Uhr) nes-auer(at)t-online.de

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