Bund der Energieverbraucher

Arbeitszahlen 

Erdreich-Wärmepumpen zahlen sich aus

Wärmepumpen genießen einen guten Ruf. Doch wie alltagstauglich arbeiten sie? Die Lokale Agenda 21-Gruppe Energie im badischen Lahr hat genau nachgemessen und kommt zu dem Schluss, dass die Energieausbeute sehr stark davon abhängt, welche Wärmequelle man anzapft: Ergebnis: Nur die Erdreich-Wärmepumpen sparen wirklich Energie.

(22. März 2008) - "Mit 100 Prozent Sonne heizen", mit solchen Werbeversprechen locken die Hersteller von Wärmepumpen umwelt- und preisbewusste Kunden. Die Praxis sieht völlig anders aus. Das zeigt die Felduntersuchung in Lahr. Die lokale Agenda 21-Gruppe hat gemeinsam mit der Energieagentur Offenburg die Leistung von Wärmepumpen erfasst. Badenova und das E-Werk Mittelbaden unterstützen das Projekt finanziell.

Die Lahrer Forscher nahmen 33 Ein- und Zweifamilienhäuser mit Wärmepumpenheizung von elf Herstellern und fünf Wärmepumpen für die Warmwasserbereitung unter die Lupe. Schon nach dem ersten Messjahr kommt das Team zu interessanten Ergebnissen.

Die Jahresarbeitszahl

Wärmepumpen "pumpen" über einen Kältemittelkreislauf Niedertemperaturwärme aus der Umwelt, also beispielsweise aus der Luft, aus dem Grundwasser oder dem Erdreich, mit Hilfe von Strom auf ein höheres, für die Heizung und für die Bereitung von Warmwasser nutzbares Temperaturniveau. Entscheidend für die Effizienz einer Wärmepumpe ist die Arbeitszahl, also das Verhältnis der Wärme am Ausgang der Wärmepumpe zum erforderlichen Strom an deren Eingang. Dieses Verhältnis muss mindestens drei betragen, damit Elektro-Wärmepumpen überhaupt nennenswert zum Klimaschutz beitragen können, und um die erheblichen Mehrkosten gegenüber einem Brennwertkessel in Höhe von 7.000 bis 16.000 Euro zu rechtfertigen.

Ein Beispiel: Wenn die Werbung von einer Jahres-Arbeitszahl (JAZ) von vier spricht, dann sind 25 Prozent Strom erforderlich, um mit 75 Prozent Umweltwärme 100 Prozent Nutzwärme zu erzeugen. Eine so hohe Arbeitszahl erreichen unter realistischen Betriebsbedingungen aber nur wenige Grundwasser- und Erdsonden-Wärmepumpen.

Je geringer die benötigte Nutztemperatur ist, umso effizienter arbeitet eine Wärmepumpe. Deshalb sind gut gedämmte Häuser mit Fußbodenheizung klar im Vorteil. Denn eine Fußbodenheizung kommt mit wesentlich geringeren Heizwassertemperaturen aus. In schlecht gedämmten Häusern arbeiten die teuren Wärmepumpen deutlich ineffizienter, weil die Heizkörpertemperaturen dort deutlich höher liegen müssen. Die Agenda-Gruppe ermittelte bei Luft-Wärmepumpen mit Radiatorheizkörpern einen Strommehrverbrauch von etwa 25 Prozent gegenüber Fußbodenheizungen.

Wärmequellen

Am besten schneiden die Erdreich-Heiz-Wärmepumpen ab: Ihre mittleren JAZ beträgt in Kombination mit einer Fußbodenheizungen 3,4. Zwei Anlagen übertreffen sogar die in der Werbung angegebene JAZ von 4. Grundwasser-Wärmepumpen in Kombination mit einer Fußbodenheizung schneiden mit einer JAZ von 3,0 deutlich schlechter ab. Schlusslicht bilden die Luft-Wärmepumpen mit einer JAZ von 2,8 bei Fußbodenheizungen; bei Radiatorheizkörpern sind es nur 2,3.

Betrachtet man das gesamte Heizsystem einschließlich Heizungspufferspeicher und Warmwasserbereitung, dann liegen die JAZ einer Wärmepumpe sogar noch um etwa 0,3-JAZ-Punkte niedriger. Der Betreiber muss also bei einer Luft-Wärmepumpe in Kombination mit Heizradiatoren - eine typische Situation in einem Altbau - mit einer JAZ von zwei die Hälfte seines gesamten Wärmebedarfes direkt mit teurer elektrischer Energie decken!

Bei diesem Ergebnis wird deutlich, dass sich auch die mit Luft betriebenen Klein-Warmwasser-Wärmepumpen mit einer mittleren Jahresarbeitszahl von lediglich 1,9 ökologisch nicht rechnen. Insgesamt zeigt sich, dass Wärmepumpen die vom neuen BAFA-Förderprogramm geforderten Jahresarbeitszahlen zwar rechnerisch nach VDI 4650 erreichen können. Im praktischen Einsatz wird dieses Ergebnis jedoch meist verfehlt.

Eine von der Heizung getrennte Warmwasserversorgung bringt übrigens keine ökologischen Vorteile gegenüber einer mit der Heizung kombinierten Lösung. Die ineffizienten Elektro-Standspeicher und separaten Wärmepumpen zur Erwärmung des Brauchwassers erhöhen lediglich die Kosten.

Empfehlungen

Erdreich-Wärmepumpen können im Mittel bis zu 25 Prozent Primärenergie und damit das schädliche CO2 einsparen. Ihr Einsatz trägt damit zum Klimaschutz bei. Bei Luft-Wärmepumpen trifft das dagegen nur bei wenigen Einzelfällen zu. Die mittlere System-Jahresarbeitszahl liegt selbst mit einer Fußbodenheizung mit 2,5 unter dem mindestens erforderlichen Wert von 2,7. Auch wenn das Wärmepumpensystem diesen Grenzwert erreicht, fragt sich ein potentieller Käufer zu Recht, warum er 7.000 Euro mehr im Vergleich zu einem Brennwertkessel ausgeben soll, wenn er mit einer Luft-Wärmepumpe keine Primärenergie einspart.

Schallenmueller Waermepumpe.pdf (59.63 kB)

JAZ-Vergleich-Tabelle.pdf (16.42 kB)

Feldtest der Lokalen Agenda 21-Gruppe Lahr im Vergleich.pdf (1.25 MB) 

Umweltbezogener Vergleich.pdf (515.21 kB)

WP-Schlussbericht_Zusammenfassung (13.03.09)