TGA Interview

TGA Ausgabe 05-2017
Im Gespräch mit BWP-Geschäftsführer Dr. Martin Sabel

Höhere Wärmepumpeneffizienz durch qualifiziertere Installateure

1 Martin Sabel. Schlüssel zu effizienteren Anlagen sind gute qualifizierte Fachpartner, die die Anlagen optimal planen und einbauen. Die Themen Weiterbildung, Schulung und Qualifizierung stehen deshalb beim BWP momentan im Fokus.

1  Martin Sabel. Schlüssel zu effizienteren Anlagen sind gute qualifizierte Fachpartner, die die Anlagen optimal planen und einbauen. Die Themen Weiterbildung, Schulung und Qualifizierung stehen deshalb beim BWP momentan im Fokus.

Die Qualität von Wärmepumpenanlagen hängt – mehr als bei konventionellen öl- oder gasgefeuerten Heizungsanlagen – von einer exakten Dimensionierung, geringem Temperaturhub, einem gut informierten Nutzer und letztendlich von einer hochwertigen und hydraulisch einwandfreien Installation ab. Fachleute der Wärmepumpenbranche sind sich einig, dass im Bereich Planung und Installation noch Verbesserungspotenzial besteht. Nachdem das EUCERT-Siegel bisher nicht auf die erhoffte Resonanz beim Fachhandwerk gestoßen ist, plant der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) die Einführung eines BWP-Gütesiegels. Über die aktuelle Situation der Wärmepumpe in Deutschland gibt Dr. Martin Sabel, Geschäftsführer des BWP, im folgenden Interview Auskunft. Das Gespräch führte Wolfgang Schmid, Fachjournalist für Technische Gebäudeausrüstung, München.

Schmid: Das Jahr 2016 war ein Rekordjahr für die Wärmepumpe, obwohl die Rahmenbedingungen für elektrisch angetriebene Wärmepumpen aufgrund des Ölpreisverfalls und steigender Strompreise eher ungünstig waren. Worauf führen Sie den Aufschwung zurück?

Sabel: Die Entwicklung ist vor allem auf die guten Rahmenbedingungen im Neubausegment zurückzuführen. Seit 2016 gelten durch die neue Stufe der Energieeinsparverordnung höhere Anforderungen an die Effizienz von Gebäuden. Diese lassen sich mit Wärmepumpen besonders einfach und kostengünstig erfüllen. Dazu kommt natürlich die derzeit allgemein gute Baukonjunktur. Gleichzeitig gibt es sehr gute Förderbedingungen beim Marktanreizprogramm des BAFA und bei den Programmen der KfW sowie einige attraktive Landesförderprogramme. Dies hilft insbesondere der Erdwärme, die im letzten Jahr das erste Mal seit Langem wieder Zuwächse verzeichnen konnte.

Schmid: Felduntersuchungen des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme an ausgeführten Wärmepumpenanlagen deuten darauf hin, dass bei Planung und Installation von Wärmepumpenanlagen noch Optimierungspotenziale bestehen. Wo sehen Sie die Schwachstellen bei ausgeführten Anlagen?

Sabel: Neben tatsächlichen Fehlern bei Planung und Installation wirken sich auch Klima und Nutzerverhalten enorm auf die Effizienz der Anlagen aus. Dies ist zwar bei allen Heizungssystemen so, aber Wärmepumpenanlagen reagieren besonders sensibel auf höhere Temperaturhübe durch zum Beispiel höhere Vorlauftemperaturen. Werden für Planung und Installation Fachleute herangezogen, die im Idealfall auch nach dem ersten Betriebsjahr eine Überprüfung der Anlage und der Einstellungen vornehmen, können Fehler bei den Anlagen mit hoher Sicherheit vermieden werden.

Schwachstellen finden sich meistens bei komplexen Anlagenkonfigurationen mit komplizierten hydraulischen Schaltungen, dies zeigen auch die Ergebnisse des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme. Zur Verminderung von Fehlerquellen sollten also möglichst einfache Systeme geplant werden. Eine gute Hilfestellung dazu ist der Leitfaden Hydraulik des BWP (  725297).

Schmid: Rein technisch ist die Industrie in der Lage, die reale Arbeitszahl einer installierten Wärmepumpenanlage mitzuschreiben, zu dokumentieren und gegebenenfalls bei zu großer Abweichung eine Alarmmeldung abzusetzen. Bislang werden Wärmepumpengeräte mit Energiemanagement-Funktionen nach meinem Kenntnisstand jedoch noch nicht angeboten, zumindest nicht bei den kleinen Leistungen. Wäre es nicht an der Zeit, mehr Transparenz bei der Effizienz von Wärmepumpen einzufordern? Wo liegen die Hemmschwellen?

Sabel: Die Jahresarbeitszahl ist nicht die beste Größe, um die Anlagenperformance zu beurteilen. Ein gutes Beispiel ist die bewusste Steigerung des Eigenverbrauchs von Strom aus PV-Anlagen: Eine auf den PV-Ertrag optimierte Fahrweise der Wärmepumpe führt zu höheren Speicherverlusten und damit zu einer niedrigeren Jahresarbeitszahl. Gleichzeitig werden aber die ökologische und ökonomische Bilanz der Anlage verbessert und zusätzlich die Stromnetze entlastet. Dasselbe gilt bei flexiblen Wärmestromtarifen.

Die Erfahrung der vergangenen Jahre hat gezeigt, dass Effizienzanzeigen für die Nutzer wenig Sinn machen. Die meisten Wärmepumpen verfügen bereits über Wärmemengen- und Stromzähler. Die JAZ ließe sich damit für jeden leicht errechnen. Der Mehrwert einer Anzeige erschießt sich folglich nicht wirklich.

Generell gibt es aber schon eine Reihe von Angeboten, die per Fernüberwachung und Fernwartung eine schnelle Fehlererkennung und Fehlerbehebung ermöglichen. Das funktioniert nur mit dem Einverständnis der Nutzer. Einige haben diesbezüglich Vorbehalte wegen des Datenschutzes oder wegen Cyberattacken. Hier gilt es, sichere Lösungen zu entwickeln und Überzeugungsarbeit zu leisten.

Der Schlüssel zu einer besseren Anlagenperformance ist jedoch ein guter, qualifizierter Fachpartner, der die Anlage optimal plant und einbaut. Die Themen Weiterbildung, Schulung und Qualifizierung stehen deshalb momentan im Fokus unserer Arbeit.

Schmid: Erfahrungen in der Schweiz deuten darauf hin, dass die meisten Wärmepumpen um 30 bis 50 % überdimensioniert sind. Ein Grund dafür ist, dass die Fremdwärme in den hochwärmegedämmten Neubauten bei der Dimensionierung der Wärmepumpen unberücksichtigt bleibt. Brauchen wir an den Dämmstandard angepasste Auslegungsverfahren für Wärmepumpen, damit Überdimensionierungen sicher vermieden werden?

Sabel: Die Heizlastberechnung nach DIN EN 12 831 ist die Grundlage für die Dimensionierung des Heizsystems und sie beinhaltet eine Worst-Case-Betrachtung. Ermittelt wird die erforderliche Leistung für die Normaußentemperatur (der kälteste Zweitagesmittelwert, der innerhalb von 20 Jahren 10-mal erreicht oder unterschritten wurde). So gesehen sind alle Wärmeerzeuger während ihrer Laufzeit überwiegend überdimensioniert. Normativ werden natürlich die Dämmwerte sämtlicher Bauteile berücksichtigt, ebenso Wärmeströme innerhalb von Gebäuden, um Überdimensionierung zu vermeiden. Eine gewisse Abhilfe kann durch modulierende Wärmepumpen geschaffen werden, die ihre Leistung an den tatsächlichen Bedarf anpassen können.

Uns ist nicht bekannt, dass Anlagen über die Normberechnung hinaus überdimensioniert werden. Das wäre auch nicht sinnvoll: Jedes zusätzliche Kilowatt Leistung kostet Geld. Jeder Planer wird daher die Leistung möglichst gering halten, um nicht den Kürzeren gegen andere Wärmeerzeuger zu ziehen.

Schmid: Planer und Installateure von Wärmepumpenanlagen stecken in einem Dilemma: Eine exakte Auslegung führt zu langen Aufheizzeiten nach Heizpausen, zum Beispiel bei Rückkehr aus dem Winterurlaub. Brauchen wir bei Wärmepumpenanlagen für Aufheizvorgänge oder einen überproportional hohen Warmwasserverbrauch Leistungsreserven oder müsste man den Nutzer besser über die Leistungsgrenzen von Wärmepumpen informieren?

Sabel: Um einen übermäßigen Heizstabeinsatz, mit dem ja theoretisch Leistungsspitzen gedeckt werden könnten, zu vermeiden, wäre eine umfassende Information der Nutzer sicher wünschenswert. Die Wiederaufheizung wird bei der Heizlastberechnung normativ berücksichtigt, aber eine geplante Überdimensionierung sollte auf jeden Fall unterbleiben, um ein häufiges Takten der Maschinen im „Normalbetrieb“ zu verhindern. Abhilfe können auch hier leistungsgeregelte Wärmepumpen schaffen.

Schmid: Je besser ein Haus gedämmt ist, desto mehr beeinflusst die Trinkwassererwärmung die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe. Hinzu kommen wasserhygienische Vorgaben, die eine Speichertemperatur von mindestens 60 °C erforderlich machen. Gleichzeitig soll der Speichervorrat innerhalb eines Tages einmal ausgetauscht werden. Welche Lösungen zeichnen sich ab?

Sabel: Gerade im Mehrfamilienhaus ist die Trinkwasserhygiene ein wichtiges Thema; die erforderlichen hohen Wassertemperaturen wirken sich natürlich negativ auf die Effizienz aus. Ob die Trinkwassererwärmung über die Heizungswärmepumpe sinnvoll ist, hängt sicher vom Einzelfall und dem individuellen Warmwasserbedarf ab. Hier ist immer der Planer gefragt.

Alternative Lösungen gibt es etliche: Neben der Trinkwassererwärmung durch separate Warmwasser-Wärmepumpen, die für den Einsatzzweck optimiert sind, kann die Versorgung auch über Frischwasserstationen in den einzelnen Wohnungen realisiert werden. Probleme mit der Hygiene oder die Untersuchung auf Legionellen entfallen damit. Unter Umständen können auch dezentral angeordnete, elektronisch geregelte Durchlauferhitzer sinnvoll sein.

Schmid: Im Rahmen des Workshops „Effizienzhaus Plus“ während der BAU 2017 in München wurde von den beteiligten Wissenschaftlern mit Nachdruck die Einführung von Schulungs- und Zertifizierungsmaßnahmen für Wärmepumpen-Installateure gefordert. Vorbilder hierfür sind Maßnahmen in Österreich und der Schweiz. Sind für deutsche Wärmepumpen-Installateure ähnliche Qualifizierungsprogramme geplant?

Sabel: Mit dem EUCERT-Siegel gibt es ja bereits ein Ausbildungs- und Zertifizierungssystem für Wärmepumpen-Installateure. Dies ist bisher leider nicht auf die erhoffte Resonanz unter den Handwerkern gestoßen. Die Gründe dafür sind vielfältig und wir erarbeiten derzeit ein Konzept auf Basis der VDI-Richtlinie 4645, das mehr Reichweite entfalten soll.

VDI 4645 ist eine ausführliche Anleitung zur Planung und Dimensionierung von Wärmepumpenanlagen; sie liegt momentan im Gründruck vor. Der zuständige Richtlinienausschuss erarbeitet gerade ein Konzept für die Schulung von Planern und Errichtern auf Grundlage dieser VDI-Richtlinie. Derzeit ist auch die Einführung eines BWP-Gütesiegels für Fachbetriebe in Vorbereitung. Diese Betriebe müssen unter anderem entsprechend geschulte Mitarbeiter beschäftigen und sich verpflichten, im Bereich Kundenservice, Kundenberatung und Qualitätskontrolle der installierten Anlagen voranzugehen.

Schmid: Auf der Geotherm 2016 wurde von verschiedenen Wissenschaftlern die bisherige Praxis der Ringraumverfüllung von Erdwärmesonden infrage gestellt. Welche Situation haben wir heute. Stehen inzwischen bessere Materialien und Verfüllungsverfahren zur Verfügung?

Sabel: Was die Qualität der Ringraumverfüllung betrifft, ist man in Deutschland aus meiner Sicht auch im europäischen Vergleich sehr gut aufgestellt. Für eine hohe Qualität der Ringraumverfüllung ist neben der Qualität des Materials die fachgerechte Ausführung entscheidend. Verfüllt wird im Kontraktoverfahren und für die Herstellung einer qualitativ hochwertigen Suspension stehen neben speziell für den Einsatzzweck entwickelten Materialien eine Reihe von qualitätssichernden Maßnahmen zur Verfügung, zum Beispiel die Dichtemessung mit einer Spülungswaage.

Der eigentliche Verfüllvorgang lässt sich mit geeigneten Messsonden überwachen und dokumentieren. So ist für die Fachleute vor Ort jederzeit erkennbar, auf welchem Niveau sich der Suspensionsspiegel befindet. Bei Hinweisen auf Komplikationen, etwa durch Suspensionsverluste aufgrund von Klüften im Gebirge, kann frühzeitig reagiert werden, um geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Außerdem wird der Verfüllvorgang dokumentiert und damit auch im Nachhinein nachvollziehbar. Speziell entwickelte Verfüllmaterialien erlauben sogar eine Kontrolle nachdem das Verfüllmaterial vollständig ausgehärtet ist, auch Jahre nach dem Einbau der Erdwärmesonde.

Schmid: Der Bau von Erdwärmesonden ist eine Sache, der Rückbau nach Ende des Lebenszyklus wurde bislang kaum thematisiert. Nach meinem Kenntnisstand müssen nicht mehr in Nutzung befindliche Erdwärmesonden zurückgebaut werden.

Sabel: Eine Erdwärmesondenanlage ist äußerst langlebig und kann nach dem heutigen Kenntnisstand mindestens 50 bis 100 Jahre lang genutzt werden. Die eingesetzten Materialien sind äußerst widerstandsfähig und liegen gut geschützt vor mechanischen Beschädigungen im Untergrund. Das Material, aus dem Erdwärmesonden bestehen, wird zum Beispiel auch für Trinkwasserleitungen verwendet und stellt keine Gefahr für die Umwelt dar.

Bei der Stilllegung sind die Hinweise in den Leitfäden der einzelnen Bundesländer beziehungsweise die Vorgaben der entsprechenden VDI-Richtlinien zu beachten. Allgemein gilt: Wird eine Anlage nicht länger zur Gewinnung von Umweltwärme genutzt, sollte das Wärmeträgermedium entfernt, durch Wasser ersetzt und die Sonde dicht verschlossen werden. Je nach Bundesland müssen stillgelegte Erdwärmesonden den zuständigen Behörden gemeldet werden. Ein Rückbau von stillgelegten Erdwärmesonden ist außer in sehr seltenen Ausnahmefällen nicht erforderlich (Anmerkung des Autors siehe Info-Kasten).

Schmid: Vielen Dank für das Gespräch.

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Höhere Wärmepumpeneffizienz durch qualifiziertere Installateure
  2. Teil: Vita
  3. Teil: Rückbau stillgelegter Erdwärmesonden
  • 2  2016 war ein Rekordabsatzjahr für Heizungswärmepumpen: Eine hohe Bautätigkeit, attraktive staatliche Förderprogramme und die verschärften primärenergetischen Neubau-Anforderungen der EnEV sind nach Ansicht des Bundesverbands Wärmepumpe verantwortlich für die gestiegenen Absatzzahlen.

  • 3  Erdwärmesonden erlauben eine energiesparende Beheizung und Kühlung von Gebäuden. Voraussetzung ist eine qualitativ hochwertige und dauerhafte Verfüllung der Sondenbohrungen.

  • 4  Bohrköpfe. Unsachgemäß abgedichtete Erdwärmesonde hatten an geologisch empfindlichen Standorten in Baden-Württemberg in der Vergangenheit enorme Schäden angerichtet. Eine risikoarme Ringraumverfüllung von Erdwärmesonden ist nur unter Berücksichtigung komplexer Abhängigkeiten möglich und stellt hohe Anforderungen an den Geräteführer.

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