Fraunhofer ISE – Die Wärmepumpe im Bestand

Zusammenfassung

Ein Forschungsprojekt des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE kommt zu dem Ergebnis: Auch in Bestandsgebäuden können Wärmepumpen problemlos eingesetzt werden. Das Projekt hat Wärmepumpen in 56 Gebäuden über 5 Jahre hinweg beobachtet. Die Geräte funktionierten meist einwandfrei und Störungen traten nur selten auf. Im Vergleich zu einer Erdgas-Brennwertheizungen waren die CO2-Emissionen um 19 bis 57% niedriger. Wie effizient die Wärmepumpen waren, hing im wesentlichen von der Vorlauftemperatur im Gebäude ab.


Wärmepumpen im Bestand sind entscheidend für die Erreichung der Klimaschutzziele

In Neubauten werden Wärmepumpen inzwischen von fast jedem zweiten Hausbesitzer eingesetzt. Doch eignen sich Wärmepumpen auch für bestehende Gebäude? Hierzu gab es lange Zeit keine systematischen wissenschaftlichen Erkenntnisse. Da der Gebäudebestand 30% des gesamten Endenergieverbrauchs in Deutschland ausmacht, ist es zur Erreichung der Klimaziele jedoch entscheidend, dass auch Bestandsgebäude mit Wärmepumpen ausgerüstet werden. Die Studie des Fraunhofer Instituts möchte hier Abhilfe schaffen.

Studienaufbau

Über einen Zeitraum von 5 Jahren wurden bis Mitte 2019 56 Wärmepumpen in Bestandsgebäuden untersucht. Bei allen Gebäuden handelte es sich um Einfamilienhäuser, die vor 1995 errichtet wurden. Sie verfügten über keine definierte Vorlauftemperatur oder einen bestimmten Sanierungsstandard. In der Studie wurden hauptsächlich Außenluft- und Erdwärmepumpen untersucht, wobei die Außenluft-Wärmepumpe deutlich häufiger vertreten war. 

Diese Effizienzwerte erreichten die Wärmepumpen 

Die Höhe der Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe hängt nicht vom Baualter, sondern vom energetischen Standard des Gebäudes und vor allem von der Vorlauftemperatur ab. Das ist ein zentrale Erkenntnis der Untersuchungen des Fraunhofer ISE. Denn auch Gebäude älteren Baujahrs konnten hohe Jahresarbeitszahlen erreichen, wenn die Vorlauftemperatur des Heizsystems nicht zu hoch war. 
Konkret erreichten Außenluft-Wärmepumpen Jahresarbeitszahlen zwischen 2,5 und 4,6. Die durchschnittliche Jahresarbeitszahl lag bei 3,1. Erdwärmepumpen waren deutlich effizienter. Hier schwanken die Jahresarbeitszahlen zwischen 1,8 und 4,7. Im Mittel wurde eine Jahresarbeitszahl von 4,1 erreicht.

Wärmepumpen verursachen bis zu 57% weniger Emissionen als eine Gasheizung

Doch sind Wärmepumpen im Bestand auch umweltfreundlich? Für das Jahr 2018 erzielten die Außenluft-Wärmepumpen 19 bis 47% weniger CO2-Emissionen als ein Gas-Brennwertkessel. Bei den Erdwärmepumpen lagen die eingesparten Emissionen sogar bei 39 bis 57%. Damit ist die Wärmepumpe im Bestand deutlich umweltfreundlicher als die fossile Gasheizung und kann auch hier zur Erreichung der Klimaziele beitragen.

Störungen und Betriebsausfälle: So gut wie nicht vorhanden

Ein ebenfalls bemerkenswertes Ergebnis ist: Es gab so gut wie keine Störungen während der Betriebsdauer der Wärmepumpen. Während in vorigen Feldtests offensichtliche Fehler bei der Installation oder der Einstellung der Regler keine Seltenheit waren, scheinen sich langsam Qualitätsstandards zu etablieren und das Know-How für die Installation von Wärmepumpen steigt.

Fazit & Ausblick

Die Feldtests des Fraunhofer ISE zeigen: Auch in Bestandsgebäuden funktionieren Wärmepumpen zuverlässig und sind klimafreundlich. Es ist keine Komplettsanierung auf einen energetischen Neubaustandard notwendig, sondern die Vorlauftemperatur der Heizung ist entscheidend. Hausbesitzer sollten daher bei einem anstehenden Heizungstausch im Bestand unbedingt auch die Wärmepumpe als Heizsystem in Betracht ziehen. 

Während die grundsätzliche Eignung von Wärmepumpen für den Bestand nun bestätigt ist, wird das Institut von 2020 bis 2022 in einer neuen Feldstudie weiteres Wärmepumpen Know-how sammeln und hierbei den Fokus auf die Qualitätssicherung legen. 

Wärmepumpe planen und umweltfreundlich heizen