Insgesamt führte EnergieSchweiz 15 Feldmessungen von 2016-2019 durch – sieben Sole/Wasser-Wärmepumpen und acht Luft/Wasser-Wärmepumpen sind auf ihr Betriebsverhalten untersucht und teilweise optimiert worden. Durch eine Verlängerung und Erweiterung des Projektes werden 2020 noch zusätzliche Wärmepumpen-Anlagen in die Feldmessung aufgenommen.

Höhere Wärmenutzungsgrade bei Sole/Wasser-Wärmepumpenanlagen
Bei allen Anlagen werden verschiedene Kenndaten wie JAZ+ (Jahresarbeitszahl) und WNG (Wärmenutzungsgrad für Heizen, Aufladung und Gesamt), Leistung-, Energie- und Temperaturwerte auf Tages-, Monats- und Jahresbasis ausgewertet. Damit sind fundierte Aussagen und Analysen zum Auflade- und Heizverhalten der verschiedenen Objekte möglich. Die Wärmenutzungsgrade WNG lagen 2019 bei den meisten Luft/Wasser-Wärmepumpenanlagen um die 3. Bei den Sole/Wasser-Wärmepumpenanlagen sah es wesentlich besser aus. Mit Ausnahme einer Anlage, die aufgrund hoher Vorlauftemperatur lediglich einen WNG von 3 aufweist, wurden bei allen anderen Anlagen Werte zwischen 4 und 6 gemessen.

Informationsdefizit zum Geo Cooling Betrieb
Eine Sole/Wasser-Wärmepumpen-Anlage war mit Geo Cooling so eingestellt, dass diese hin und wieder am gleichen Tag kühlt und heizt. Dies zeigte sich nicht direkt in einer Verschlechterung der Jahresarbeitszahl, weil die Heizwärme in dieser Übergangszeit auf niedriger Vorlauftemperatur bei hohen Aussentemperaturen effizient produziert wird. Jedoch ist es, absolut betrachtet, reine Stromverschwendung. Das Geo Cooling kann seine Wirkung kaum entfalten und der Endkunde verliert den Nutzen. Hier scheint es noch ein Informationsdefizit zum Geo Cooling Betrieb zu geben.

Frappant höherer Energiebedarf pro Bezugsfläche
Sämtlich Wärmepumpenanlagen weisen bei den Einsatzbedingungen der verschiedenen Gebäudetypen die zu erwartenden Effizienzwerte auf. Selbst eine Luft/Wasser-Wärmepumpe kann im Altbau noch fast eine Jahresarbeitszahl von 3 erreichen. Dennoch bleibt der um ein Vielfaches höhere Energiebedarf je Bezugsfläche gegenüber Neubauten frappant. Über die maximal drei gemessenen Heizperioden ist eindrücklich der Zusammenhang zwischen Effizienz und Temperaturniveau der Wärmepumpen erkennbar. Dass eine effizient arbeitende Wärmepumpe nicht per se eine hohen Systemnutzungsgrad aufweist, veranschaulicht die Thematik des Trinkwarmwassers mit den ständigen Wärmeverlusten. Im Allgemeinen kann durch die Feldmessung auch die bereits bekannte Erkenntnis bestätigt werden, dass je einfacher die Hydraulik umgesetzt ist, desto weniger anfällig ist die Anlage für eine ineffiziente Betriebsweise.

Die gemessenen Jahresarbeitszahlen aus allen verwertbaren Heizperioden der Luft/Wasser- und Sole/Wasser-Wärmepumpen entsprechend den Gebäudetypen «Neubau», «Sanierung» und «Altbau» dargestellt. Die Einteilung nach Gebäudetyp erfolgt dabei nach der benötigten Vorlauftemperatur des Gebäudes im Auslegepunkt. Bei diesen Anlagen liegt dieser zwischen -7 und -9 °C.

Übersicht Jahresarbeitszahlen der verschiedenen Gebäude- und Wärmepumpentypen

Vorlauftemperatur im Auslegepunkt	Neubau 35-30 °C		Sanierung 45-40 °C		Altbau 55-50 °C
	Heizen	Heizen & TWW	Heizen	Heizen & TWW	Heizen	Heizen & TWW
Luft/Wasser-WP	3.7	3.5	3.3	3.1	2.9	2.8
Sole/Wasser-WP	5.7	4.9	5.0	4.6	4.4	4.3

Nicht genutztes Einsparpotenzial aufgrund mangelndem Wissen oder Interessen
Die Optimierungspotentiale der Wärmepumpenanlagen sollen in einem nächsten Bericht analysiert werden. Die häufigsten Möglichkeiten für eine Energieeinsparung entstehen bei der Inbetriebnahme mit der Einstellung der Regelung der Wärmepumpenanlage. Des Weiteren wird im folgenden Betrieb durch mangelndes Wissen oder Interesse der Betreiber bzw. Bewohner mögliches Einsparpotential nicht genutzt. Insbesondere der Kontakt mit Anlagenbetreibern hat das Verständnis sowie das Bewusstsein für Optimierungsmassnahmen gestärkt. Oft ist ein Zusammenhang der Reglereinstellungen und deren Auswirkung auf die Energieeffizienz und den Energieverbrauch nicht klar.

Fehlerhafte Einstellungen bleiben oft unentdeckt
Obwohl ein Interesse zum Energieeinsparen vorhanden ist, haben sich nur wenige Personen vor der Optimierung mit der Wärmepumpe und der Reglereinstellungen eigenständig damit befasst. Im Tagesalltag gerät die Wärmeerzeugung im Gebäude in Vergessenheit oder wird als Selbstverständlichkeit angenommen. In den meisten Fällen wird die Anlage mit den Standardeinstellungen betrieben, insbesondere gilt dies für die Heizgrenze und die Einstellungen für die Aufladung des Trinkwarmwassers, welche herstellerseitig stets auf höchste Sicherheit (sofortige und leistungs-starke Nachladung nach geringen Zapfmengen) ausgelegt ist. Fehlerhafte Einstellungen oder Installationen bleiben nach der Inbetriebnahme ohne ein Monitoring unentdeckt, sofern der Komfort für die Bewohner nicht beeinträchtigt wird.

Mittels der hochauflösenden und genauen Messtechnik kann bei diesen Anlagen eine Fehlfunktion oder ungenutztes Energieeinsparpotential erkannt werden. So zeigen auch später durchgeführte Softwareupdates manchmal unerwünschte Veränderungen des Anlagenverhaltens, die dem Bewohner nicht auffallen (können).

Schlussbericht «Feldmessungen Wärmepumpen-Anlagen 2015-2018 (Auswertung verlängert bis Dez. 2019»

Text: ee-news.ch, Quellen: Geothermie Schweiz und Schlussbericht