Wärmepumpe und Solarthermie aber wie?

Elektro-Wärmepumpe plus Solarthermieanlage – eine Kombination, die in den vergangenen Jahren immer mehr Zuspruch gefunden hat. Nicht zuletzt, weil die Kopplung eine weitere Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades der Anlage verspricht. Anhand eines mit dem Fraunhofer Institut entwickelten Simulationsmodells hat Bosch Thermotechnik jetzt gängige Wärmepumpen/Solar-Lösungen untersucht. Dabei wurden drei Systemkonfigurationen mit einer Referenzanlage ohne Solarintegration verglichen:

• eine Wärmepumpe mit direkter Einbindung der Solarterträge in einen Speicher,
• eine Anlage bei der die Solarerträge ausschließlich dafür verwendet werden, das Temperaturniveau der Wärmequelle anzuheben bzw. die Wärmequelle zu regenerieren und
• eine Anlage, die die Erträge sowohl direkt nutzen kann und Überschüsse zur Temperaturanhebung bzw. zur Regeneration der Wärmequelle verwendet.

Direkte Nutzung spart am meisten...
Die größte Energieeinsparung konnte in dem Vergleich die Wärmepumpe mit direkter Einbindung der Solarerträge erzielen. Sie liegt bei fast 16 %. Das System mit direkter Solareinbindung und Quellenanhebung erreicht immerhin 12 %. Ohne Energieeinsparung blieb das System in der Gesamtbilanz, bei dem die solaren Erträge ausschließlich dafür verwendet wurden, die Temperatur der Wärmequelle anzuheben. Die Angaben gelten für Sole/Wasser-Wärmepumpen, Systeme mit Luft/Wasser-Wärmepumpen verhalten sich nach den Untersuchungen aber sehr ähnlich, wobei hier zur Temperaturanhebung der Wärmequelle ein zusätzlicher Speicher integriert wurde.

...und benötigt weniger Starts.
Ein besonderer Vorteil der direkten Einbindung der Solarerträge sind deutlich weniger Starts der Wärmepumpe. In der Jahressimulation für ein Einfamilienhaus wurden 1046 Starts registriert, das Referenzsystem benötigte 1825. Das System mit Temperaturanhebung der Wärmequelle kam sogar auf 2333. Das Problem: Durch die bessere Leistungszahl erreicht die Wärmepumpe schneller das Ausschaltkriterium – das reduziert die Laufzeit und erhöht die Zahl der Starts. Das Fazit der Autoren ist eindeutig: Wenn die solare Systemkoppelung effizient funktionieren soll, muss die Priorität eindeutig auf der direkten Nutzung der Solarwärme liegen.

Ein ausführlicher Fachartikel zu der Untersuchung ist in TGA Fachplaner 03-2010 unter dem Titel „Erfolgversprechendes Doppel“ erschienen. Er kann ohne Login über das TGA-Dossier: Wärmepumpe aufgerufen werden. ToR