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Wie gut arbeiten Wärmepumpen in der Praxis?

Elektrowärmepumpen gelten als umweltfreundliche Option, um Gebäude mit Wärme und Heizwasser zu versorgen. Sie nutzen Umweltwärme aus Umgebungsluft, Grundwasser oder Erdreich, um mit Hilfe elektrischer Energie das Wasser auf Heizniveau anzuheben.

Bisher fehlten aber noch Studien, die genau zeigen, unter welchen Bedingungen die jeweiligen Varianten wirklich energieeffizient und wirtschaftlich sind. Die Lokale Agenda 21 in Lahr holte das in Kooperation mit Badenova, der Hochschule Offenburg, der Ortenauer Energieagentur und den lokalen Elektro-, Heizungsinnungen nun nun nach. In einem zweijährigen Feldtest analysierten sie die Messwerte von 33 Luft-, Erdreich-, Grundwasserpumpen, die Ein- oder Zweifamilienhäuser wärmen oder für warmes Wasser sorgen. Die untersuchten Systeme zeigten erhebliche Unterschiede.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ), die das Verhältnis von Strominput und Wärmeoutput bezeichnet, ist das geeignete Maß um festzustellen, wie effektiv eine Wärmepumpe ist. Erdreichwärmepumpen erwiesen sich beim Feldtest als die effizienteste Lösung. Ihre Jahresarbeitszahl lag im Durchschnitt über dem Wert von 3,1, welcher eine energieeffiziente Anlage auszeichnet. Die Grundwasserpumpen schnitten etwas schlechter ab, wobei die besseren Modelle zeigten, dass nicht das Prinzip an sich, sondern die noch nicht ganz ausgereiften Modelle dafür verantwortlich waren.

Die stark schwankenden Ergebnisse zeigen, dass es sich lohnt, weiter in die Technik zu investieren um die Systeme effizienter zu machen. Außerdem sind Berater und das Handwerk gefordert, die Wärmepumpen optimal an die lokalen Gegebenheiten anzupassen und regelmäßig zu warten, um die Anlagen so wirtschaftlich und umweltfreundlich wie möglich zu betreiben.

Mehr Informationen auf der Homepage der Lokalen Agenda Lahr.

Projektdaten

Projektnummer 2006-08
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Lokale Agenda- Gruppe Energie, Lahr
Laufzeit Juni 2006 bis Dezember 2008
Zuschuss 23.730

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Wärmerückgewinnung und Wasserrecycling aus Grauwasser
Offenburg

Wenn Abwasser zum Rohstoff wird

Der Durchschnittsdeutsche verbraucht 128 Liter Wasser am Tag, davon entfallen etwa 46 Liter auf die Körperpflege, also beispielsweise Baden oder Duschen. Energieintensiv erhitzt ist dieses nur leicht verschmutzte Grauwasser zu schade um ungenutzt als Abwasser in die Kanalisation zu fließen. Bisherige Wasserrecyclinganlagen nutzen aber bisher entweder nur dessen Restwärme, um damit Brauchwasser zu erhitzen oder reinigen das Grauwasser, um es beispielsweise für Waschmaschine und Toilettenspülung wieder zu verwenden. Seit 2006 entwickelte die Firma Pontos ein Gesamtsystem, das anschließend in einem Studentenwohnheim im Freiburger Stadtteil Vauban eine zweijährige Testphase durchlief. Das Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe begleitete den Testbetrieb. Dabei durchläuft das warme Grauwasser einen speziellen Wärmetauscher, in dem es seine Wärme an das zu erwärmende Trinkwasser abgibt. Um das biologisch-physikalisch Wasser anschließend aufzubereiten, nutzte die Firma Pontos das System AquaCycle. Die kompakte, einfach zu bedienende Anlage filtert das Grauwasser vor und reinigt es zweifach durch Biokulturen, um es schließlich mit UV-Strahlen zu hygienisieren. Nach dem Wärmetauscher hat das Wasser noch etwa 10 Grad, was die biologischen Abbauprozesse erschwert, die bisher mit 20 bis 30 Grad abliefen. Obwohl die niedrigere Temperatur die Biokulturen weniger leistungsfähig macht, stellten die Experten fest, dass die Anlage immer noch effizient genug läuft. Wasserfiltration und Wärmerückgewinnung zu kombinieren bietet mehrere Vorteile: Weil die Bewohner weniger Trinkwasser verbrauchen und Abwasser in die Kanalisation leiten, sinkt die Wasserrechnung. Außerdem braucht die die Heizung weniger Energie um das schon vorgewärmte Trinkwasser zu erhitzen. Das Trinkwasser zu erwärmen macht bei einem Niedrigenergiehaus 40 Prozent des Energiebedarfs aus, bei einem Passivhaus sogar mehr als die Hälfte. Für das Freiburger Wohnheim sank der Energiebedarf für die Warmwasserbereitung um 20 Prozent. Außerdem ersetzte das Grauwasser das Trinkwasser für die Toilettenspülung fast vollständig.

Abluftreinigungsanlage mit integrierter Wärmerückgewinnung zur Reduzierung von Methanolemissionen aus Textilveredelungsprozessen
Bad Säckingen

Abluftreinigung mit Wärmerückgewinnung

Abluftreinigungssysteme sind in Textilbetrieben bisher nicht vorgeschrieben und wegen ihrer hohen Betriebskosten und dem großen Energieverbrauch kaum im Einsatz. Außerdem entfernen die herkömmlichen Anlagen die Schadstoffe noch nicht effizient genug. Die Brennet AG, die in Bad Säckingen umweltfreundlich hochwertige Textilien herstellt, erprobt den Prototyp einer neuen Filteranlage. Mit einem Wirkungsgrad von 50 bis 90 Prozent verhindert sie, dass Treibhausgase wie CO2, Methan oder Schadstoffe wie Formaldehyd in die Luft geraten. Die Reinigung verläuft in mehreren Schritten: Verdampftes Wasser kühlt die Abluft zuerst ab, wobei das kondensierte Wasser teilweise schon Schadstoffe absorbiert. Danach lädt ein Ionisator die Partikel elektrostatisch auf und bindet sie mithilfe einer Wasserdrüse an Wassertröpfchen. Aufgeteilt in seine wasser- und ölhaltigen Bestandteile gelangt das Endprodukt schließlich ins normale Abwassersystem oder in einen Sammelbehälter. Dem Filterprozess vorgeschaltet ist ein Röhrenwärmeaustauscher, der den Energieverbrauch der Anlage um 15 % senkt, indem er die Hitze der Abluft nutzt. Die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) analysiert inwieweit der vielversprechende Prototyp schon geeignet ist, sich zum branchenüblichen Standard zu entwickeln. Pro Jahr spart die Anlage voraussichtlich 10. 000 Euro an Energiekosten und demonstriert so, dass sich Abluftreinigungssysteme trotz der Investitionskosten auch finanziell lohnen. Das Projekt wurde abgebrochen, da sich die Notwendigkeit einer Abluftreinigung nicht mehr stellt.