Wärmepumpen-Blogserie: Wie viel Sanierung ist nötig?

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Fenster im Altbau
Isolierung von Fenstern bringt im Bestand bereits große Vorteile in Kombination mit einer Wärmepumpe / Foto: (c) Mira Landwehr

Damit wir uns zu Hause wohlfühlen, ist ein angenehmes Raumklima entscheidend. Je weniger Energie hierzu aufgewendet werden muss, desto besser fürs Klima und für den eigenen Geldbeutel. Wie sinnvoll bereits relativ einfache Sanierungsmaßnahmen sind, um den Heizenergiebedarf zu senken, erläutern wir in der dritten Folge unserer Blogserie zum Thema Wärmepumpen im Bestand.

Aus unterschiedlichen Gründen ist eine (Voll-)Sanierung von Gebäuden manchmal nicht kurzfristig möglich. Glücklicherweise müssen Häuser aber auch nicht umfassend saniert sein, um für den Einsatz von Wärmepumpen in Frage zu kommen. Natürlich ist der Wärmepumpenbetrieb umso effizienter, je geringer die Wärmeverluste sind. Sowohl das Portemonnaie der Bewohner:innen als auch die Ökologie profitieren von einem möglichst geringen Einsatz von Heizenergie.

Entscheidend für den Einsatz von Wärmepumpen sind aber die erforderlichen Heizkreistemperaturen. In vielen alten Häusern sind die Wärmeübergabesysteme überdimensioniert. Dadurch ist es beim Tausch der Heizungsanlage meist möglich, die im System eingestellte Vorlauftemperatur abzusenken und die Wärmepumpe effizienter zu betreiben. In vielen weiteren Fällen reichten bereits relativ schnell umsetzbare Sanierungsschritte wie ein Austausch der Fenster.

Ebenso effizienzsteigernd ist der Austausch von einzelnen Heizkörpern. Moderne Radiatoren können die gleiche Wärmemenge bei signifikant geringerer Heizkreislauftemperatur an den Raum übertragen. Solche einfachen Sanierungsmaßnahmen können oft der erste Schritt eines mittelfristigen Sanierungsfahrplans sein, mit dem sich später weitere Effizienzverbesserungen erzielen lassen.

Ein verbreitetes Vorurteil ist, dass Wärmepumpen nur mit einer Fußboden- oder Wandheizung einsetzbar seien. Das ist jedoch nicht nur physikalisch falsch, sondern wird auch von tausenden, mit Heizkörpern realisierten Wärmepumpensystemen widerlegt. Heizkörper erfordern nicht zwangsläufig „sehr hohe“ Vorlauftemperaturen. In unserer Feldstudie hat nur eine Handvoll der Luft/Wasser-Wärmepumpenanlagen, die ausschließlich mit Heizkörpern ausgestattet waren, mittlere Heizkreistemperaturen von über 45°C erreicht. Bei der Mehrheit der Anlagen lagen die Temperaturen sogar unter 40°C.

Wird es in meinem Haus mit einer Wärmepumpe überhaupt warm genug?

Der wichtigste Punkt ist sicherlich: ist die Raumtemperatur angenehm, auch wenn es draußen sehr kalt ist? In den ersten zwei Februarwochen 2021 war es in Deutschland ziemlich kalt. Eine aktuelle Auswertung von 20 Luft/Wasser-Wärmepumpenanlagen, bei denen die Messwerte am Fraunhofer ISE kontinuierlich erfasst werden, hat folgendes gezeigt: Die mittlere Außenlufttemperatur bei den ausgewerteten Wärmepumpen betrug in dieser Zeit -3,6°C (Wie kalt das ist, zeigt der Umstand, dass es in den letzten 50 Jahren nur 5 Monate mit mittleren Temperaturen unter -3,5°C in Deutschland gab).

Die Effizienz von 17 Anlagen (die drei besten in voll sanierten Häusern wurden nicht berücksichtigt) betrug in dieser Zeit 2,3, wobei die Bandbreite zwischen 1,6 und 2,8 lag – das heißt selbst bei so kalter Witterung konnte aus jeder Kilowattstunde Strom aus der Umgebungsluft mehr als doppelt so viel Wärme gewonnen werden. Die Anlage mit der niedrigsten Effizienz musste mit der niedrigsten mittleren Außenlufttemperatur von -10,2°C arbeiten. Bei nur fünf Anlagen kamen die Heizstäbe zum Einsatz und fanden bei der Ermittlung der Effizienz Berücksichtigung. Und: Alle Anlagen konnten die gewünschte Heizwärme bereitstellen.

Dass Wärmepumpen auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen erfolgreich arbeiten, zeigt sich auch daran, dass sie in Ländern mit deutlich strengeren Wintern, wie zum Beispiel in Skandinavien, bereits weit verbreitet sind. Auf dem Markt gibt es Produkte, die sogar bei -25°C ohne Heizstab arbeiten.

Erst die Pumpe, dann die Sanierung?

Mit Blick auf die Sanierung taucht häufig die Frage auf: Was passiert, wenn man zuerst eine Wärmepumpe installiert und erst später saniert? Wäre die Wärmepumpe dann überdimensioniert? Die nachträgliche Sanierung wird dann vor allem eine Steigerung der Effizienz der Wärmepumpe mit sich bringen. Wärmepumpen liefern die benötigte Wärme sowohl im milden Herbst als auch im frostigen Winter, das heißt sie müssen während der ganzen Heizperiode sehr flexibel reagieren können. Daher ist auch eine Überdimensionierung (außer in Extremfällen) kein großes technisches Problem.

Zudem sind Wärmepumpen mit Inverter-Technologie, die eine Leistungsregelung der Wärmepumpe ermöglichen und so einen flexiblen Leistungsbereich mit hoher Effizienz liefern können, mittlerweile fast zum Standard geworden.

Es zeigt sich also, dass Wärmepumpen auch in Bestandsgebäuden sinnvoll sind. Dabei ist es zwar grundsätzlich immer besser, zuerst zu sanieren, aber es ist nicht zwingend notwendig. In den allermeisten Fällen ist eine gute Wärmepumpenlösung auch unsaniert (bzw. geringfügig saniert) realisierbar. Es gibt viele Installateure, die auf solche Fälle spezialisiert sind. Was aber heißt „sinnvoll einsetzbar“? Die zwei wichtigsten Bewertungskriterien sind die Ökologie und Ökonomie. Beide Aspekte werden in späteren Folgen der Serie gesondert betrachtet.

Zum Weiterlesen:

Überblick über die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten von Wärmepumpen.

Die Inhalte unserer jeweils am Samstag erscheinenden Wärmepumpen-Blogserie hat uns das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) zur Verfügung gestellt, wofür wir sehr herzlich danken!

 

Autor: Dr. Marek Miara, Wärmepumpen-Spezialist am Fraunhofer ISE (Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme)

Im vorigen Beitrag – Folge 2 – haben wir uns mit der Frage beschäftigt, warum nicht die maximale, sondern die mittlere Heizkreistemperatur für die Effizienz bei Wärmepumpen entscheidend ist. In der kommenden Folge 4 widmen wir uns dem Thema, wie gut Wärmepumpen im Gebäudebestand funktionieren und stellen hierzu Ergebnisse aus einem Monitoring-Projekt von Luft- und Erd-Wärmepumpen vor. 

Links zu allen bisher erschienen Folgen finden Sie hier im Kasten am Ende von Folge 1.