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Projekte

Wärmepumpe in einem Bestandsgebäude – quod erat demonstrandum

Dr. Enno Wieben
11.08.2021 23
Techniker am Arbeiten

In Neubauten entwickeln sich Wärmepumpen derzeit zur neuen Standardheizung. Bundesweit hat die Wärmepumpe mittlerweile die Gasheizung als meistverbauter Heizungstyp vom ersten Platz verdrängt. Nur in unserem Versorgungsgebiet dominiert nach wie vor auch in Neubauten die Gasheizung, was sicherlich nicht zuletzt mit unseren hervorragend ausgebauten Erdgasnetzen und einer daraus entstandenen regelrechten „Tradition“ in unserer Region zusammenhängt. In Bestandsgebäuden hat die Wärmepumpe dagegen nach wie vor einen deutlich schwereren Stand.

Haus mit Photovoltaikanlage auf dem Dach

Grundvoraussetzung für einen effizienten Betrieb von Wärmepumpen ist ein gewisser energetischer Mindeststandard des Gebäudes. Eine Wärmepumpe arbeitet ums so effizienter, je niedriger die Vorlauftemperatur des Heizsystems ist. Grund ist, dass der Stromverbrauch proportional mit der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle (Umgebungsluft, Erdwärme, Sole…) und Heizsystem steigt – vereinfacht gesagt muss die Wärmepumpe die Temperatur umso höher pumpen, je größer die Differenz ist.

Damit landet man bei den Voraussetzungen, die ein Gebäude erfüllen sollte: Zum einen sollte es möglichst gut gedämmt sein, um die Wärmeverluste auf ein Minimum zu begrenzen. Strom ist einfach viel zu wertvoll, um damit die Umgebung zu heizen. Zum anderen sollte es über möglichst große Heizflächen verfügen – Flächenheizungen wie Fußboden- oder Wandheizungen sind ideal, da dann die Vorlauftemperatur sehr niedrig eingestellt werden kann. Typische Vorlauftemperaturen in unsanierten Altbauten mit klassischen Radiatorheizkörpern liegen zwischen 60°C und 70°C, in Neubauten mit Flächenheizungen reichen in der Regel zwischen 30°C und 35°C. Heist das nun, dass Wärmepumpen in Altbauten nicht effizient betrieben werden können?

Nach dem Motto „Versuch macht klug“, habe ich zum Jahreswechsel unsere Gasbrennwerttherme um eine Luftwärmepumpe zum Hybridsystem ergänzt. Zunächst einmal zur Ausgangssituation: Wir bewohnen einen historischen Gulfhof am Rande von Schortens, der sich seit 1931 im Familienbesitz befindet. Das Wohnhaus wurde 1904 errichtet, Teile der Scheune sind wohl einige hundert Jahre älter.  Das Wohnhaus haben wir seit 2007 Stück für Stück saniert und energetisch in Schuss gebracht – aus Rücksicht auf die historische Substanz aber moderat und nicht auf Neubaustandard. Das Dach haben wir mit 18cm Dämmwolle isoliert, die Außenwände mit 6cm starken Calcium-Silikatplatten von innen gedämmt. Die Hohlschicht wollten wir lieber nicht mit Dämmstoff füllen – schließlich kann man das nicht einfach wieder rückgängig machen. Die Klinkerfassade von außen zu Dämmen hätte das historische Gebäude für immer entstellt. Die Fenster haben wir gegen moderne Isolierglasfenster getauscht, überwiegend zweifach- und nur zum Teil dreifachverglast. Der Gasverbrauch für Heizung und Warmwasser lag nun in den letzten Jahren bei 18.000kWh – für 160qm beheizte Wohnfläche und vier Personen sicher kein schlechter Wert. Mit der neuen Luftwärmepumpe konnten wir unseren Energiebedarf nun nahezu vierteln.

Nach über einem halben Jahr Betriebsdauer zeichnet sich ein Jahresverbrauch von ca. 4.600 kWh Strom und nur noch ca. 500kWh Erdgas ab. Die Brennwerttherme deckt nur noch sehr seltene Verbrauchsspitzen ab – z.B., wenn wir alle Vier hintereinander baden. Die hochgerechnete Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe liegt bei 3,8 und damit deutlich über der Herstellerprognose. Ein wichtiger Schritt zum Erreichen dieser Effizienz war die schrittweise Absenkung der Vorlauftemperatur. Nur ein knappes Viertel unserer Wohnfläche wird mit Fußbodenheizungen beheizt: Bad und WC, Schlafzimmer und Flur. Durch die im Vergleich zur Brennwerttherme sehr viel kontinuierlichere Betriebsweise der Wärmepumpe konnte ich jedoch die Vorlauftemperatur von 45° auf 35° senken – die Wärmepumpe läuft an kalten Tagen bis zu 20h Stunden mit einer durchschnittlichen elektrischen Leistung von 2 kW. Ein Effekt, den m.E. viele bei der Pauschalbewertung, ob eine Wärmepumpe im Bestand Sinn macht, nicht berücksichtigen.

Und rechnet sich das Ganze? Die Investitionskosten lagen in Summe bei 16.000€ (Split-Wärmepumpe + 500l Heizkreisspeicher). Ca. 4000€ waren aber baulichen Bedingungen geschuldet – die Inneneinheit und der Speicher mussten in die Scheune ausweichen, da in unserem Hauswirtschaftsraum nicht mehr genug Platz war. Von der BAFA gab es gut 5000€ Förderung für unser Projekt. Die Betriebskosten sind bei unserem heutigen Strom- und Gaspreis zunächst sogar etwas höher als vorher. Der steigende CO2-Preis wird das aber in den nächsten Jahren ändern – und wer weiß, vielleicht entfällt ja bald die EEG-Umlage vom Strompreis. Spätestens jedoch, wenn unserer 11 Jahre alte PV-Anlage aus dem EEG läuft, wird sich die Wärmepumpe voll auszahlen, da wir dann von Volleinspeisung auf Eigenverbrauch wechseln werden. Und das Klima profitiert sofort von unserer Investition.

Mein Fazit: Mit ausreichend Dämmung und der richtigen Systemeinstellung funktioniert es eben doch in einem Altbau.

Dr. Enno Wieben
Dr. Enno Wieben
Entwicklungsleiter Energiesysteme
Enno ist promovierter Ingenieur aus Friesland und im EWE-Konzern Vordenker für klimaneutrale Energiesysteme der nächsten Generation. Privat fährt er mit seiner Familie mit dem Elektrowagen klimaneutral in den Urlaub, aber auch mit dem Golf I zum Fischbrötchen-Essen an den Strand.
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Kommentare
1  Kommentar(e) zu:  Wärmepumpe in einem Bestandsgebäude – quod erat demonstrandum
Ike und Marion Twelker 19:10 25.09.2021
Unsere Volleinspeisung läuft zum Jahresende aus und unsere Heizung ist 22 Jahre alt. Da ist eine Entscheidung bald fällig. Der Artikel hat uns Mut gemacht.
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