Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wärmepumpen-Effizienz

05.12.2008
Feldtest des Fraunhofer ISE erste Ergebnisse zeigen hohe Arbeitszahlen für Erdreichwärmepumpen

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE legt erste umfangreiche Auswertungen eines großen Feldtests von Wärmepumpen für neue Einfamilienhäuser vor.

In Zusammenarbeit mit sieben Herstellern und zwei Energieversorgern werden Daten von zurzeit knapp 70 Anlagen erfasst. Weitere 40 Anlagen werden bis Ende des Jahres messtechnisch ausgestattet. Die bisher vermessenen Wärmepumpen weisen einen niedrigeren Primärenergieverbrauch gegenüber konventionellen Heizsystemen auf. Erdreichwärmepumpen erreichen höhere Arbeitszahlen als Luft- und Grundwasser-Wärmepumpen.

Wärmepumpen nutzen die Außenluft, das Erdreich oder Grundwasser als Wärmequelle. Neben oberflächennahen Wärmeabsorbern werden bei der Erdreichvariante tiefe Erdsonden derzeit verstärkt genutzt. Wärmepumpen können Umweltwärme niedriger Temperatur – zum Beispiel aus dem Erdreich mit 0 bis 10 °C – auf ein höheres Niveau, im Allgemeinen auf 30 bis 65 °C anheben. Alle hier untersuchten Wärmepumpen nutzen Strom als Antriebsenergie.

Wie gut sind derzeit installierte elektrisch betriebene Wärmepumpen für die Wärmeversorgung von Einfamilienhäusern mit Niedrigenergiehaus-Standard geeignet? Dieser Frage geht das Fraunhofer ISE in einer breit angelegten wissenschaftlichen Felduntersuchung nach, die im Sommer 2006 begann. »Richtig an den Wärmebedarf angepasste Wärmepumpen mit einer gut funktionierenden Regelung bringen gegenüber einer mit fossilen Brennstoffen versorgten Anlage eine Minderung sowohl des Primärenergieverbrauchs als auch der CO2-Emissionen«, so Projektleiter Marek Miara. »Weil wir die Daten minütlich erfassen, können wir besonders gut die Einbindung in das Heizsystem untersuchen und den Herstellern Hinweise zur Verbesserung geben.«

Die Installation der Messtechnik für die erste Phase ist jetzt mit 70 Anlagen nahezu abgeschlossen. Bisher liegen Messwerte von bis zu 18 Monaten vor. Hauptkriterium für die Beurteilung einer Wärmepumpenanlage ist die Jahresarbeitszahl JAZ. Sie gibt das Verhältnis der erzeugten Nutzwärme zur eingesetzten elektrischen Energie (Strom für Wärme­pumpe, Solepumpe, Ventilator sowie elektrische Zusatzheizung und Regelung) an. »Bei elektrischen Wärmepumpen sollte die JAZ mindestens 3 betragen«, so Miara. »Berechnet nach DIN 4701-10 mit dem derzeitigen Primärenergiefaktor des deutschen Stromnetzes von 2,7 nutzen Wärmepumpenanlagen sogar bereits mit einer JAZ von 2,5 die Primärenergie besser als ein Gas-Brennwertkessel.«

Der Mittelwert der Arbeitszahlen liegt im Zeitraum November 2007 bis Oktober 2008 bei 3,7 für Erdreich, 3,0 für Luft und 3,5 für Grundwasser als Wärmequelle. Es handelt sich dabei um 43 Erdreich-, 6 Luft-, und 4 Wasserwärmepumpenanlagen, für die bisher ausreichend Messdaten vorliegen. Alle gemessenen Wärmepumpen liefern Wärme sowohl für Heizung als auch Warmwasser. Für den reinen Heizbetrieb der Erdreichwärmepumpenanlagen liegt der Mittelwert der Arbeitszahlen bei 4,1. Um die Aussagekraft der Ergebnisse der zurzeit untersuchten unterrepräsentierten Luftwärmepumpenanlagen zu erhöhen, werden diese in der zweiten Phase des Projekts stärker berücksichtigt.

Luft-Wasser-Wärmepumpen und manche Sole-Wasser-Wärmepumpen haben eine elektrische Zusatzheizung, um bei Bedarf die Gesamtwärmeversorgung des Gebäudes zu sichern. Die elektrische Zusatzheizung wird bei der Arbeitszahl berücksichtigt. Erfreulicherweise war sie nur bei wenigen Anlagen in Betrieb. »Grundsätzlich sind Wärmepumpen ausgereift, Optimierungsbedarf gibt es bei der Einbindung in das Versorgungssystem des Hauses«, erläutert Miara die vorläufigen Ergebnisse. »So können eine schlecht eingebundene Wärmequelle oder eine nicht korrekt ausgelegte Wärmeverteilung die Arbeitszahl der Wärmepumpe verringern. Kernpunkt ist die sorgfältige Auslegung des gesamten Systems, nicht nur seiner Einzelkomponenten«.

Das Projekt WP-Effizienz läuft noch bis Sommer 2010. Die beteiligten Wärmepumpen-Hersteller sind Alpha Innotec, Bosch Thermotechnik, Hautec, NIBE, Stiebel Eltron, Vaillant und Viessmann. Die Energieversorger EnBW Energie AG und E.ON Energie AG unterstützen das Vorhaben. Das Bundeswirtschaftsministerium finanziert 50% der Gesamtkosten des Projekts.

Karin Schneider | Fraunhofer ISE
Weitere Informationen:
http://www.ise.fraunhofer.de
http://wp-effizienz.ise.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Energieproduzierende Fenster stehen kurz bevor
23.02.2017 | University of Minnesota / Università degli Studi di Milano-Bicocca

nachricht Hauchdünn wie ein Atom: Ein revolutionärer Halbleiter für die Elektronik
23.02.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie