Mehr Effizienz bei Wärmepumpen

Neue Tools sollen zukünftig Planern bei der Auslegung von Wärmepumpen bei der Entscheidung helfen, welche Wärmequelle optimal zur geplanten Wärmepumpe passt.

Neue Tools sollen zukünftig Planern bei der Auslegung von Wärmepumpen bei der Entscheidung helfen, welche Wärmequelle optimal zur geplanten Wärmepumpe passt.

Quelle: BHKW-Infozentrum

Ob Erdwärme, Grundwasser, Abluft oder solare Wärme: Die Vielfalt an möglichen Wärmequellen und der sie anschließender Überträger ist für Planer anspruchsvoll geworden.

Zwei Forschergruppen wollen mit Tools die Entscheidungsfindung beschleunigen, teilt der Bine Informationsdienst mit. Eine Forschergruppe beschäftigte sich mit der Frage, wie Erdwärmekollektoren enger gesetzt werden könne, um Fläche zu sparen. Das andere Team hat ein Excel-basiertes Werkzeug entwickelt, um in der Planungsphase zu einer objektiveren Entscheidung kommen zu können, welche Wärmequelle und welche Wärmepumpe sich am besten eignen.

Solarkollektoren ergänzen Erdwärmekollektoren

Erdwärmekollektoren benötigen im Vergleich viel Fläche, daher kommen sie in Kombination mit Wärmepumpen eher selten vor, obwohl sie zum Beispiel viel effizienter wären als Luft-Wasser-Wärmepumpen, die derzeit den Markt dominieren.

Gemeinsam haben nun Forscher am Institut für Solarenergieforschung in Kooperation mit dem Bundesverband Wärmepumpen sowie der Tewag GmbH an einer Versuchsanlage getestet, inwieweit Flächen reduziert werden können, indem die Rohre enger verlegt werden. Da ein verringerter Rohrabstand dazu führen kann, dass sich das Erdreich nicht mehr „regenerieren“ und es dadurch etwa zu Frostschäden kommen kann, braucht es die Solarwärme. Sie wird in diesem Projekt dazu eingesetzt, das sich der Boden wieder regeneriert. „Kritische Frostzustände und eine elektrische Nachheizung werden vermieden“.

Laut den Forschern hat sich gezeigt, dass einfach, unverglaste Solarkollektoren ergänzt werden können, um die benötigte Fläche für die Erdwärmekollektoren (EWK) deutlich zu reduzieren und zwar um „mehr als 50 Prozent gegenüber der aktuellen Dimensionierungsempfehlung“. Mehr Informationen zu dem Projekt „Rechenmodell Erdwärmekollektoren“ gibt es beim Institut für Solarenergieforschung.

Planungs-Werkzeug Pre-Check-Tool WP-Source

Am Institut für Gebäude- und Solartechnik (IGS) wird an einem Werkzeug gearbeitet, das bereits in einer frühen Planungspahse helfen soll: Das Excel-basierte Tool WP-Source soll Planer unterstützen, mehr Übersicht über Wärmequellen und Wärmeübertragern zu erhalten und so zu einer besseren Entscheidung zu kommen. Die Auswahl ist nicht immer einfach, denn die Vielfalt hat in den vergangenen Jahren zugenommen.

Neben den bekannten Luft-Wasser-Wärmepumpen, Erdwärmesonden und Grundwasserbrunnen gibt es viele weitere Wärmequellen beziehunsgweise Wärmeübertrager wie beispielsweise Erdwärmekollektoren, Energiepfähle, Erdwärmekörbe, Eisspeicher, Luftabsorber sowie Wärmeübertrager für Abwasser und Fließgewässer. Die normalerweise zur Verfügung stehenden Unterlagen liefern Informationen zu einzelnen Anlagenkonzepten und deren Wärmeübertrager, jedoch keine direkte Gegenüberstellung unterschiedlicher Systeme und Anlagenvarianten.

Und nicht selten kommen Produkte zum Einsatz, zu deren Kosten-Nutzen-Effizienz kaum belastbare Erkenntnisse vorliegen. „So scheuen Planer oft den Aufwand, sich einen umfassenden Überblick über die unterschiedlichen Rahmenbedingungen, Flächenbedarfe, Investitions- und Betriebskosten sowie den Bau- und Installationsaufwand zu verschaffen“, schreibt der Bine-Informationsdienst.

Mit dem „Pre-Check-Tool WP-Source“ steht laut dem Forschungsinstitut ab dem dritten Quartal 2018 ein einfach verwendbares Planungshilfsmittel zur Verfügung. Es biete einen Überblick über verschiedene Wärmequellen, deren Randbedingungen sowie spezifische Kennwerte und Leistungen, die resultierende energetische Effizienz der Systeme und deren Investitions- und Betriebskosten. Der Einsatzbereich liege bei der Grundlagenermittlung, in der Planung und der Erstellung von Gebäudeenergiekonzepten. Mehr Informationen gibt es beim IGS der TU Braunschweig.

Ausführliche Informationen zu beiden Forschungsvorhaben finden Interessierte auch beim Bine Informationsdienst.

Bericht "Welche Wärmequellen sind optimal für Wärmepumpen?" auf bine.info

Energie & Management