Der Gebäudesektor befindet sich bei der Reduktion der CO₂-Emissionen bislang nicht auf dem Zielpfad. Um die Lücke zu schließen, ist eine deutlich stärkere Nutzung erneuerbarer Energien in der Wärmeversorgung von Gebäuden notwendig. Wärmepumpen bieten aktuell die effizienteste Möglichkeit, erneuerbare Energiequellen in Bestandsgebäuden für die Heizung nutzbar zu machen. Dies belegt ein
Förderprojekt, das vom hessischen Wirtschaftsministerium gefördert und vom Institut Wohnen und Umwelt in Darmstadt durchgeführt wurde.
Im Fokus des Projektes standen 48 Wohngebäude aus der Zeit vor 1995, die mit Wärmepumpen beheizt werden. In den meisten Fällen sind sie nur teilweise saniert; sieben Gebäude sind komplett unsaniert. Der Schwerpunkt liegt auf Bestandsgebäuden mit Heizkörpern als Wärmeübergabe – dem typischen Fall im Altbau.
Datengrundlage und Bilanzrahmen
Um den Erhebungsaufwand zu begrenzen und möglichst aktuelle Geräte in die Stichprobe zu bekommen, wurden die Energiedaten aus vor Ort ablesbaren Quellen erhoben. Dadurch unterscheiden sich je nach Zähler- und Datenquelle die Bilanzgrenzen. Für die Vergleichbarkeit wurden daher alle Energiedaten auf einen einheitlichen Bilanzrahmen gebracht (Abb. 1). Zusätzlich erfolgten Korrekturen je nach Datenquelle – externer Stromzähler versus WP-interne Strommessung – und wo nötig eine Berücksichtigung nicht erfasster Abtauverluste.
Kennzahlen des Teilnehmerfelds
Das mittlere Baujahr der Gebäude liegt bei 1958 (von 1750 bis 1994). Der Sanierungsstand, abgeleitet über den Transmissionswärmeverlustkoeffizienten HT´, liegt im Mittel bei 0,57 W/(m²K) und entspricht etwa einem Gebäude der Baualtersklasse 1995 bis 2002; die Spanne des Koeffizienten reicht von 0,22 bis 0,98 W/(m²K). Die abgeschätzte Heizlast beträgt im Mittel 11,9 kW (5 bis 24,2 kW). Entsprechend liegt die mittlere Wärmenennleistung der installierten Wärmepumpen bei 11,2 kW (5 bis 29 kW; bivalente Kessel nicht mitgerechnet). Die Anlagenstandorte liegen überwiegend in Südhessen. Die mittlere Normaußentemperatur der Standorte beträgt –10,4 °C (Spannweite –9,7 bis –12,1 °C).
JAZ im Feld: Luft, Sole und bivalent
Für die Sanierungspraxis ist entscheidend, wie Wärmepumpentechnologien mit den vorhandenen Wärmeübergabesystemen zusammenspielen. Heizkörper sind in Altbauten (Baujahr vor 1978) in über 95 Prozent der Gebäude Standard [1]. Entsprechend wurden die Ergebnisse nach Heizkörpern, Fußboden-/Flächenheizung und gemischten Systemen differenziert (siehe Tabelle in Abb. 2).
Auffällig ist die sehr unterschiedliche Auslegung der bivalenten Systeme (Abb. 3): Bei vier Anlagen liefert der Kessel weniger als 20 Prozent der Heizenergie, bei zwei Anlagen könnte die Wärmepumpe die Heizlast leistungsseitig vollständig abdecken. In vielen Fällen wäre mit einer Optimierung des Gesamtsystems und kleineren Energiesparmaßnahmen auch eine monoenergetische Beheizung möglich gewesen. Teilweise bevorzugten die Eigentümer aus Gründen der Versorgungssicherheit jedoch einen bivalenten Betrieb.
„Weiche“ Faktoren: Planung, Abgleich, Beratung
Heizlastberechnung, hydraulischer Abgleich und Energieberatung wirken nicht als „Effizienz-Booster“ an sich – sie sind aber oft Voraussetzung dafür, dass
In der Stichprobe treten diese Maßnahmen häufig dort auf, wo niedrige Vorlauftemperaturen umgesetzt und Einstellungen auch nach Inbetriebnahme der Anlage noch einmal nachjustiert wurden. Ein quantitativer Nachweis des Einflusses weicher Faktoren auf die Anlageneffizienz war allerdings angesichts der begrenzten Anzahl von Untersuchungsfällen nicht möglich (Abb. 4).
Der Weg zur höheren Effizienz: Vorlauftemperatur senken
Der größte Einflussfaktor auf die Effizienz ist die Temperaturspreizung zwischen Quelle und Senke – also zwischen Außenluft-, Erdreich- beziehungsweise Grundwassertemperatur und der benötigten Vorlauftemperatur im Gebäude. Die Quelltemperatur lässt sich bei LW-WP nicht beeinflussen. Umso wichtiger ist es, dass die erzeugte Temperatur möglichst direkt genutzt wird (ungemischte Heizkreise, direkt beladener Trinkwasserspeicher). Alles, was zu einer nachträglichen Absenkung oder zu unnötigen Misch- und Speicherverlusten führt, verschlechtert die Effizienz.
Im Teilnehmerfeld der LW-WP zeigt sich ein klarer Trend: Im Mittel steigt die JAZ um etwa 0,1, wenn die Vorlauftemperatur im Auslegungspunkt (bei –10 °C) um 2 °C sinkt (Abb. 5). Die Streuung ist jedoch groß – weitere Einflussgrößen wie Hydraulik, Regelung, Warmwasserbereitung, Nutzerverhalten und der gewählte Anlagentyp bleiben offenbar relevant.
Einflussfaktoren im Praxistest
Wichtig für die Einordnung: Die vier Gebäude mit den höchsten JAZ und mit Heizkörpertausch erhielten zugleich komplett neue Heizsysteme – inklusive neuer, gedämmter Verteilleitungen. In der Praxis häuften sich bei Gebäuden mit Heizkörpertausch auch Heizlastberechnungen, hydraulische Abgleiche und Energieberatungen. Der Heizkörpertausch ist damit oft Teil eines Gesamtpakets aus Planung, Hydraulik und besserer Dämmung der Verteilung (Abb. 6).
Befragung: hohe Zufriedenheit, Einweisung oft zu knapp
Bei der Nutzerbefragung zum Ende der Projektlaufzeit zeigten sich rund 90 Prozent mit Funktion und Betrieb der Wärmepumpenheizungen zufrieden. Auch mit dem Ablauf der Installation waren rückblickend mehr als 80 Prozent zufrieden. Was Bedienbarkeit und Lautstärke (nicht dargestellt) des Außengeräts angeht, liegt die Zufriedenheit bei über 80 Prozent (Abb. 7).
Digitale Bedienung
Etwa die Hälfte der Nutzer verwendet eine App und ist damit mehrheitlich zufrieden. Gleichzeitig bemängelt von diesen Personen etwa die Hälfte, dass die Apps zu wenige konkrete Hilfen für einen effizienten beziehungsweise energiesparenden Betrieb bieten.
Inbetriebnahme und Optimierung
Deutlich ungünstiger fallen die Rückmeldungen zur Einweisung aus. Eine Einweisung in die Nutzung und den sparsamen Betrieb fand nur bei rund drei Vierteln statt und nur 36 Prozent dieser Gruppe war damit zufrieden. Häufig blieb die Einweisung oberflächlich oder beschränkte sich auf die Bedienung statt auf die Betriebsstrategie. Bei mehr als der Hälfte wurde nicht erklärt, woran ein effizienter Betrieb erkennbar ist. Eine Optimierung nach einer gewissen Betriebszeit erfolgte nur bei etwa der Hälfte der Anlagen.
Zehn Ortstermine: typische Schwachstellen
Gegen Ende der Felduntersuchung wurden zusätzlich zehn Wärmepumpenanlagen ausgewählt und zwischen Januar und März 2025 vor Ort begutachtet. Ziel war die Plausibilisierung der bisherigen Daten – Status quo, Reglereinstellungen, Hydraulik, Messschema – sowie die Identifikation von Verbesserungspotenzialen bei Installation, Regelung und Betriebsführung. Änderungen wurden nicht vor Ort umgesetzt, sondern als Vorschläge an die Eigentümer übergeben. Die häufigsten Mängel und Empfehlungen aus den Ortsterminen lauteten:
iSFP: Wärmepumpeneignung als „NT-Readiness“ sichtbar machen
Von sechs Teilnehmern lagen individuelle Sanierungsfahrpläne (iSFP) vor. In allen betrachteten iSFP fehlten jedoch Informationen, die Eigentümer konkret bei der Frage unterstützen, ob eine Wärmepumpe bereits ohne weitere Maßnahmen funktioniert – oder welche Schritte dafür noch fehlen. Aus Sicht der Energieberatung wären zwei einfache Ergänzungen hilfreich:
Aus dem Vergleich „Heizkörperleistung bei 55 °C“ gegen „verbleibende Heizlast“ lässt sich überschlägig ableiten, ob das Gebäude bereits NT-ready ist – also die Wärmeabgabe der Heizkörper bei maximal 55 °C Vorlauf die benötigte Heizlast deckt. Im iSFP könnte dann transparent werden, ab welchem Sanierungsschritt beziehungsweise durch welche Maßnahmen diese NT-Readiness erreicht wird.
Fazit: Große Spannweite bei der Effizienz von Wärmepumpen im Bestand
Die Ergebnisse des Feldversuchs zeigen: Auch im älteren, teils kaum sanierten Bestand sind mit heutigen Wärmepumpen Jahresarbeitszahlen um 3 bei Heizkörpern erreichbar – gleichzeitig ist die Spannweite in der Praxis groß.
Für Energieberater und Planer liegt der größte Hebel weiterhin in niedrigen Vorlauftemperaturen und einer sauberen Systemintegration: passende Heizkennlinie, konsequente Dämmung der Verteilung, klare Warmwasser- und Zirkulationsstrategie sowie eine Einweisung, die einen effizienten Betrieb nachvollziehbar macht. Gerade hier bestehen in der Praxis noch Lücken – und damit zugleich Potenziale für bessere Ergebnisse ohne große Zusatzinvestitionen.
Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt
Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt
Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt
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Literatur
[1] Diefenbach et al.: Datenbasis Gebäudebestand – Datenerhebung zur energetischen Qualität und zu den Modernisierungstrends im deutschen Wohngebäude-
bestand, Institut Wohnen und Umwelt (IWU), Darmstadt, 2010
Link zur Projektseite „Wärmepumpen-Praxis im hessischen Wohngebäudebestand“: https://t1p.de/GEB032629
Bild: Institut Wohnen und Umwelt
Bild: Institut Wohnen und Umwelt
Bild: Institut Wohnen und Umwelt
Bild: Institut Wohnen und Umwelt
Kurz & knackig
Praxis-Tipp: Drei schnelle Hebel, die zu mehr Effizienz und weniger Energieverbrauch führen
GEB Dossier
Grundlegende Informationen zum Thema finden Sie auch in unserem Dossier Erneuerbare Energien mit Beiträgen und News aus dem GEB:
www.geb-info.de/erneuerbare- energien