Wer ein älteres Haus besitzt, zweifelt oft daran, ob eine Wärmepumpe wirklich effizient und klimafreundlich heizen kann. Eine vierjährige Langzeitstudie des Fraunhofer ISE gibt nun Entwarnung und zeigt, dass die Technologie auch ohne Komplettsanierung optimal genutzt werden kann.
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) arbeitet seit vier Jahren am Projekt „WP-QS im Bestand“. 77 Wärmepumpenheizungen im laufenden Betrieb detailliert überwacht. Beteiligt waren außerdem neun große Wärmepumpenhersteller und zwei Energieversorger.
Wärmepumpen im Altbau: Was genau wurde in der Studie untersucht?
Im Fokus der Forschung standen die Effizienz (ausgedrückt durch die Jahresarbeitszahl, kurz JAZ), CO2-Emissionen, Langzeitschallmessungen und die Kombination mit Photovoltaikanlagen.
Die untersuchten Wärmepumpen befinden sich in Ein- bis Dreifamilienhäuser, erbaut zwischen 1826 und 2001. Einige der Heizgeräte wurden bereits in einer früheren Langzeitstudie des Fraunhofer ISE zwischen 2015 und 2019 untersucht.
👉 Die zentrale Botschaft der neuesten Erkenntnisse: Wärmepumpen arbeiten auch im Altbau klimafreundlich und effizient, ohne dass das Gebäude nach Neubaustandard saniert werden muss.
Wie effizient sind Wärmepumpen in Altbauten?
Die gemessenen Effizienzwerte überzeugen weitgehend. Der JAZ – der das Verhältnis von erzeugter Wärme zu verbrauchtem Strom angibt – lag im gesamten Pool zwischen 2,6 und 5,4.
- Luft-Wasser-WärmepumpenDer gebräuchlichste Wärmepumpentyp erreichte durchschnittlich eins JAZ von 3.4. Das bedeutet, dass sie aus einer Kilowattstunde Strom durchschnittlich 3,4 Kilowattstunden Wärme erzeugen.
- Erdwärmepumpen waren im Durchschnitt noch effizienter und erreichten ein mittleres Niveau JAZ von 4.3.
👉 Besonders wichtig für Besitzer älterer Häuser: Die Studie ergab keinen Zusammenhang zwischen dem Herstellungsjahr des Gebäudes und Effizienz der installierten Wärmepumpe.
Die Studie bestätigt auch, dass… ausreichend dimensionierte Heizkörper kann im Mittel bei ähnlich niedrigen Temperaturen arbeiten wie eine Flächenheizung. Eine teure Komplettumstellung auf Fußbodenheizung ist in der Regel nicht notwendig.
An sehr kalten Tagen unterstützt meist ein elektrisches Heizelement die Wärmepumpe, der Stromverbrauch ist dann vergleichsweise hoch. Doch die Untersuchung zeigt: Die Heizelemente werden sehr selten verwendet. Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen betrug ihr Anteil nur rund 1,3 Prozent der elektrischen Arbeit, während er bei Erdwärmepumpen fast null Prozent betrug.
CO2-Einsparung: So klimafreundlich sind bestehende Wärmepumpen
Den Ergebnissen der Studie zufolge sind Wärmepumpen auch in Bestandsgebäuden deutlich klimafreundlicher als Erdgasheizungen.
Die Forscher des Fraunhofer ISE nutzten erstmals eines AbrechnungsmethodeDabei werden viertelstündlich Schwankungen im deutschen Strommix und der Wärmepumpeneffizienz berücksichtigt. Das Ergebnis für 2024: Die CO2-Emissionen der untersuchten Wärmepumpen lag im Durchschnitt 64 Prozent niedriger als bei einer Gasheizung.
Kostengünstige Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaik
In Kombination mit Photovoltaik (PV) wird die Klimabilanz noch besser. Auch die Kopplung der beiden Systeme bietet großes Potenzial, um die Energieautarkie zu erhöhen und die Kosten zu senkenweil Solarstrom günstiger ist als Netzstrom.
Die Untersuchung von sechs Wärmepumpen-PV-Kombinationen für die Fraunhofer-Studie ergab:
- Ohne Batteriespeicher erreichten die Gebäude einen Autarkiegrad von 25 bis 40 Prozent und einen Eigenverbrauch an Solarstrom von 22 bis 37 Prozent.
- Bei Batteriespeichern verschoben sich diese Werte deutlich nach oben: Der Autarkiegrad lag bei 32 bis 62 Prozent und der Eigenverbrauch bei 40 bis 83 Prozent.
Durch einen PV-optimierten Betrieb, etwa die Anhebung der Solltemperatur der Heizung bei Stromüberschuss, lässt sich die Solaranlage nicht nur günstiger und klimaschonender betreiben, sondern auch das Stromnetz entlasten.
Häufige Effizienzhemmnisse: So vermeiden Sie Planungsfehler – so die Experten von Fraunhofer
Trotz der guten Gesamtergebnisse identifizierten die Forscher des Fraunhofer ISE auch typische Schwachstellen im Prozess. Hier sind die wichtigsten Punkte, auf die Sie als Hausbesitzer bei der Planung achten sollten:
1. Vermeiden Sie Übergrößen und Radfahren: Viele untersuchte Wärmepumpen waren im Verhältnis zum tatsächlichen Wärmeverbrauch überdimensioniert. Frühere Studien haben das Problem bereits gezeigt. Dies führt bei manchen Anlagen zu häufigem Aus- und Einschalten (Zyklus), was die Komponenten unnötig belastet und die Lebensdauer der Wärmepumpe verkürzt. Achten Sie bei der Planung auf die richtige Dimensionierung und achten Sie darauf, dass die Heizkurve sorgfältig angepasst wird, um längere Betriebszeiten anzustreben.
2. Fallstricke bei Kombispeichersystemen: Bei Anlagen mit Kombispeichern war teilweise keine zuverlässige Trennung der Temperaturniveaus für Raumheizung und Trinkwassererwärmung gegeben. Dies kann die Effizienz verringern, indem unnötig hohe Temperaturen erzeugt werden. Achten Sie auf die Auswahl hochwertiger Kombispeicher und eine effektive Zonentrennung sowie die Vermeidung hydraulischer Fehler.
3. Wärmepumpenvolumen reduzieren: Langfristige Lärmmessungen an fünf Wärmepumpen ergaben, dass es beim Betrieb von Luft-Wasser-Wärmepumpen insbesondere nachts zu Lärmgrenzwerten kommen kann. Allerdings lagen die gemessenen Geräusche auch in diesen Fällen unter dem Umgebungslärm. Durch die Auswahl besonders leiser Geräte und eine geschickte Platzierung des Außengeräts können Sie den Lärm wirkungsvoll minimieren.
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