{"id":21582,"date":"2024-09-25T10:57:00","date_gmt":"2024-09-25T08:57:00","guid":{"rendered":"https:\/\/deinenergieportal.de\/?p=21582"},"modified":"2024-09-25T10:27:56","modified_gmt":"2024-09-25T08:27:56","slug":"entscheidungsgrundlage-fuer-effiziente-waermepumpenheizsysteme-im-einfamilienhaus-web-basiertes-tool-vergleicht-energieeffizienz-und-kosten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/deinenergieportal.de\/?p=21582","title":{"rendered":"Entscheidungsgrundlage f\u00fcr effiziente W\u00e4rmepumpenheizsysteme im Einfamilienhaus: web-basiertes Tool vergleicht Energieeffizienz und Kosten"},"content":{"rendered":"\n<p>Autorin\/Redakteur: <a href=\"https:\/\/wp-monitoring.ise.fraunhofer.de\/integrate\/german\/index\/index.html\">B\u00e4rbel Epp, Solrico, Bielefeld, Projektpartnerin bei IntegraTE<\/a>\/gg<\/p>\n\n\n\n<p>Sole\/Wasser-W\u00e4rmepumpen k\u00f6nnen neben dem Erdreich auch Solar- und Umweltw\u00e4rme aus Photovoltaisch-thermischen (PVT) Kollektoren nutzen. Ein W\u00e4rmepumpen-Vergleichstool bietet nun die M\u00f6glichkeit, verschiedene Varianten dieser Heizsysteme mit Sonne, Erdreich und Luft als W\u00e4rmequelle zu bewerten. Dazu werden Effizienz, CO<sub>2<\/sub>-Bilanz und Energiegestehungskosten verglichen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/deinenergieportal.de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/Tab.-1-Kenndatenuebersicht-aus-Waermepumpen-Vergleichstool.webp\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"624\" src=\"https:\/\/deinenergieportal.de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/Tab.-1-Kenndatenuebersicht-aus-Waermepumpen-Vergleichstool-1024x624.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-21584\" srcset=\"https:\/\/deinenergieportal.de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/Tab.-1-Kenndatenuebersicht-aus-Waermepumpen-Vergleichstool-1024x624.webp 1024w, https:\/\/deinenergieportal.de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/Tab.-1-Kenndatenuebersicht-aus-Waermepumpen-Vergleichstool-300x183.webp 300w, https:\/\/deinenergieportal.de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/Tab.-1-Kenndatenuebersicht-aus-Waermepumpen-Vergleichstool-768x468.webp 768w, https:\/\/deinenergieportal.de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/Tab.-1-Kenndatenuebersicht-aus-Waermepumpen-Vergleichstool-1536x936.webp 1536w, https:\/\/deinenergieportal.de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/Tab.-1-Kenndatenuebersicht-aus-Waermepumpen-Vergleichstool-2048x1248.webp 2048w, https:\/\/deinenergieportal.de\/wp-content\/uploads\/2024\/09\/Tab.-1-Kenndatenuebersicht-aus-Waermepumpen-Vergleichstool-1320x804.webp 1320w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Vergleich der energetischen und wirtschaftlichen Kenndaten aus dem W\u00e4rmepumpen-Vergleichstool f\u00fcr ein Bestandsgeb\u00e4ude mit einem j\u00e4hrlichen Heizw\u00e4rmebedarf von 108 Kilowattstunden pro Quadratmeter. F\u00fcr die BEG-F\u00f6rderung wurde der Basissatz von 35 Prozent f\u00fcr erdgekoppelte Solew\u00e4rmepumpen und von 30 Prozent f\u00fcr Luftw\u00e4rmepumpen und PVT-Solew\u00e4rmepumpen angesetzt, jeweils bis zu maximalen Investitionskosten von 30.000 EUR. Die Energiegestehungskosten sind ein Mischpreis zwischen Kilowattstunden W\u00e4rme und Strom. (Quelle: W\u00e4rmepumpen-Vergleichstool)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<!--more-->\n\n\n\n<p>\u201eWir wollten ein selbsterkl\u00e4rendes Online-Tool entwickeln, das Handwerker und Energieberater bei der Planung und Auslegung von komplexen PVT-W\u00e4rmepumpensystemen unterst\u00fctzt\u201c, erkl\u00e4rt Bharat Chhugani, Wissenschaftler beim Institut f\u00fcr Solarenergieforschung Hameln (ISFH) und Entwickler des W\u00e4rmepumpen-Vergleichstools. Chhuganis Arbeiten sind Teil der Initiative IntegraTE zur Verbreitung von PVT-Kollektoren und W\u00e4rmepumpen im Geb\u00e4udebestand, die das Bundeswirtschaftsministerium finanziell unterst\u00fctzt. Neben dem ISFH, dem Institut f\u00fcr Geb\u00e4udeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung (IGTE) der Universit\u00e4t Stuttgart und dem Fraunhofer ISE sind daf\u00fcr seit Dezember 2019 gleich drei wissenschaftliche Partner gemeinsam am Start. Das Tool steht allen Interessierten kostenfrei unter diesem Link zur Verf\u00fcgung: <a href=\"https:\/\/heatpumpsystems.isfh.de\/\">https:\/\/heatpumpsystems.isfh.de<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p>Im ersten Schritt kann der Nutzer des Tools aus sieben verschiedenen Systemvarianten ausw\u00e4hlen, darunter<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>PVT + Sole-Wasser W\u00e4rmepumpe<\/li>\n\n\n\n<li>Erdw\u00e4rmesonde + Sole-Wasser-W\u00e4rmepumpe<\/li>\n\n\n\n<li>Luftw\u00e4rmepumpe<\/li>\n\n\n\n<li>PV + Luftw\u00e4rmepumpe<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Die Heizsystemvarianten sind grafisch dargestellt und ihre Funktion, Einsatzm\u00f6glichkeiten sowie Vor- und Nachteile werden in Textform erl\u00e4utert. Im zweiten Schritt w\u00e4hlt der Nutzer eine von zwei Haustypen aus, entweder einen Einfamilienhaus-Neubau und oder ein Bestandsgeb\u00e4ude.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Tool basiert auf zigtausenden von TRNSYS-Simulationen<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Der besondere Service besteht darin, dass bei allen Systemvarianten f\u00fcr die Auslegungs-Parameter und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen bereits Werte im Tool vorgegeben sind, so dass der Nutzer direkt Kennwerte erh\u00e4lt. Vorgegeben sind unter anderem Werte f\u00fcr die Auslegung der Solaranlagen oder der Erdw\u00e4rmesonde, sowie Energie-, Wartungs- und Komponentenpreise. Hier seien nur die voreingestellten Bruttopreise f\u00fcr die Hauptkomponenten der Systeme genannt, die auf eingeholten Angeboten aus dem Jahr 2022 beruhen: 13.100 Euro f\u00fcr die 12-kW-Solew\u00e4rmepumpe. 16.550 Euro f\u00fcr die 11,2 kW Luftw\u00e4rmepumpe, 350 Euro pro Quadratmeter<sup> <\/sup>\u00a0f\u00fcr das PVT-Kollektorfeld, 100 Euro pro Meter f\u00fcr die Sondenbohrung und 50 Euro pro Quadratmeter f\u00fcr die PV-Fl\u00e4che. Das PVT-Kollektorfeld profitiert wie die PV-Anlage von einem Umsatzsteuersatz von null Prozent. Wichtig dabei: \u00dcber einfach zu bedienende Schieberegler k\u00f6nnen die Anwender alle Eingabewerte flexibel anpassen. An allen Parametern findet man einen Quickinfo-Knopf, der konkrete Handlungsanweisungen oder weitere Erkl\u00e4rungen f\u00fcr den Anwender liefert.<\/p>\n\n\n\n<p>Damit f\u00fcr eine gro\u00dfe Anzahl von frei einzugebenden Parametern Ergebnisse ermittelt werden k\u00f6nnen, hat Chhugani zigtausende von Simulationen mit der Software TRNSYS durchgef\u00fchrt, deren Ergebnisse im Tool f\u00fcr die verschiedenen Systemvarianten unter dem Reiter \u201eEnergie\u201c dargestellt sind. TRNSYS ist ein flexibles, komponentenbasiertes Simulationsprogramm f\u00fcr komplexe thermische und elektrische Energiesysteme, das vorwiegend Wissenschaftler einsetzen.<\/p>\n\n\n\n<p>Wichtige Energie-Kenndaten bei dem vom ISFH entwickelten Tool sind die Jahresarbeitszahl der W\u00e4rmepumpe, der j\u00e4hrliche Netzstrombezug oder der Eigenverbrauchsanteil des Solarstroms. Das Besondere: Ver\u00e4ndert man einen Eingangsparameter mit Hilfe des Schiebereglers, wird die Bilanz zeitgleich neu berechnet und die Kennzahlen auf der Seite \u201eEnergie\u201c passen sich sofort an.<\/p>\n\n\n\n<p>Gleiches gilt f\u00fcr die \u00f6konomische Bilanz \u00fcber den Reiter \u201eWirtschaftlichkeit\u201c. Dort sind als Kenndaten die Gesamtinvestitionskosten des Systems mit und ohne F\u00f6rderung, die j\u00e4hrlichen Betriebskosten sowie die Energiegestehungskosten dargestellt. Ver\u00e4ndert man zum Beispiel den Schieberegler des W\u00e4rmepumpenpreises oder der aktuellen F\u00f6rdersumme, ver\u00e4ndern sich die wirtschaftlichen Kenndaten zeitgleich.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>PVT + W\u00e4rmepumpensysteme erreichen g\u00fcnstigste Energiegestehungskosten<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>In Tabelle 1 sind f\u00fcr die vier oben aufgez\u00e4hlten Systemvarianten die energetischen und wirtschaftlichen Kenndaten f\u00fcr die im Tool voreingestellten Werte zusammengestellt. Was kann man daraus ablesen?<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>PVT + W\u00e4rmepumpensysteme erreichen die beste Jahresarbeitszahlen-Netz mit 4,16. Hier wird der PV-Stromanteil ber\u00fccksichtigt, der direkt in der W\u00e4rmepumpe genutzt wird und Netzstrombezug reduziert.<\/li>\n\n\n\n<li>Die Kombination Erdw\u00e4rmesonde + W\u00e4rmepumpe weist den niedrigsten j\u00e4hrlichen Strombedarf f\u00fcr die W\u00e4rmepumpe auf mit 4.569 kWh<sub>el<\/sub>.<\/li>\n\n\n\n<li>Die Investitionskosten bei Solew\u00e4rmepumpen sind aufgrund der Quellenerschlie\u00dfung noch deutlich h\u00f6her als bei Luftw\u00e4rmepumpen. Am g\u00fcnstigsten schneidet hier die Luftw\u00e4rmepumpe mit 28.800 EUR ab. Die F\u00f6rders\u00e4tze der Bundesf\u00f6rderung f\u00fcr Effiziente Geb\u00e4ude (BEG) Einzelma\u00dfnahmen laut der Richtlinie von Dezember 2023 reduzieren diese Differenz nicht ma\u00dfgeblich. Den Effizienzbonus von f\u00fcnf\u00a0Prozentpunkten erhalten nur erdgekoppelte Solew\u00e4rmepumpen. F\u00fcr alle Systeme greifen die maximal anrechenbaren Investitionskosten von 30.000 Euro. Bei PVT als W\u00e4rmequelle wird zur Ermittlung der f\u00f6rderf\u00e4higen Kosten, sofern EEG-Verg\u00fctung in Anspruch genommen wird, pauschal 1.500 Euro\/kW<sub>p<\/sub> abgezogen. Ein Bonus von f\u00fcnf Prozentpunkten f\u00fcr nat\u00fcrliche K\u00e4ltemittel wurde hier nicht ber\u00fccksichtigt.<\/li>\n\n\n\n<li>Die j\u00e4hrlichen Betriebskosten sind bei der PVT + W\u00e4rmepumpenvariante mit 3.174 Euro am g\u00fcnstigsten. Als durchschnittlicher Standardpreis f\u00fcr W\u00e4rmepumpen- und Haushaltsstrom ist im Tool 30 Cent pro Kilowattstunde brutto voreingestellt.<\/li>\n\n\n\n<li>Die Energiegestehungskosten, die Investitionskosten und Betriebskosten f\u00fcr W\u00e4rme und Strom \u00fcber 20 Jahre einschlie\u00dfen, sind bei den Varianten PVT + Solew\u00e4rmepumpe und PV + Luftw\u00e4rmepumpe mit 20,3 ct\/kWh am niedrigsten.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>\u201eEs ist wichtig, die Kunden darauf hinzuweisen, dass sie mit PVT-Solew\u00e4rmepumpen langfristig deutlich bei den Betriebskosten sparen k\u00f6nnen. Au\u00dferdem k\u00f6nnen die PVT-Kollektoren aufgrund von automatisierter Fertigung bei h\u00f6heren Absatzzahlen noch g\u00fcnstiger werden,\u201c erkl\u00e4rt Chhugani. &nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Der im Tool voreingestellte Preis von 350 Euro pro Quadratmeter orientiert sich an einer Herstellerumfrage aus dem Jahr 2022, bei der acht Anbieter Nettoendkundenpreise von unabgedeckten PVT-Kollektoren gemeldet hatten, und sich daraus ein Mittelwert von 339 Euro pro Quadratmeter ergab. Die Spreizung der gemeldeten Preise war hoch und lag zwischen 175 und 595 Euro pro Quadratmeter.<\/p>\n\n\n\n<p>Energieberater sch\u00e4tzen das Tool f\u00fcr die Kundenberatung. \u201eBei meinen System-Beratungen und der Planung\/Projektierung von PVT\u2013Anlagen spielen der Zusatznutzen durch die W\u00e4rme und die langfristigen, geringen Betriebskosten f\u00fcr Heizung und Warmwasser eine zentrale Rolle. Das W\u00e4rmepumpen-Vergleichstool hilft, die Kosten der verschiedenen Auslegungs-Varianten zur Kundenentscheidung objektbezogen zu berechnen und neutral gegen\u00fcberzustellen\u201c, betont Hans Biehler, ein unabh\u00e4ngiger Energiesystemberater aus Rheinland-Pfalz.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Deckungsanteil durch Solarstrom<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Vielen Kunden, die sich f\u00fcr eine W\u00e4rmepumpe mit PVT- oder PV-Anlage entscheiden, ist es wichtig, wie viel ihres erzeugten PV-Stroms sie selbst verbrauchen k\u00f6nnen. Der Deckungsanteil beziehungsweise Autarkiegrad gibt an, welchen Anteil die eigene Solaranlage auf dem Dach am j\u00e4hrlichen Strombedarf f\u00fcr Haushalt und Heizung direkt deckt. Auf diese Frage gibt das Tool eine genaue Antwort. \u201eBei unseren TRNSYS Simulationen schauen wir uns minutenweise an, ob die PV-Anlage zu Zeiten l\u00e4uft, bei denen Strom im Haushalt verbraucht wird. Dabei benutzen wir eine solaroptimierte Betriebsweise der W\u00e4rmepumpe, aber keine Batterie\u201c, erkl\u00e4rt Chhugani.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Ergebnisse f\u00fcr das Bestands-Einfamilienhaus: \u00dcber das Jahr gesehen k\u00f6nnen Haushalte in den Varianten PVT + Solarw\u00e4rmepumpe und PV + Luftw\u00e4rmepumpe 21 beziehungsweise 20 Prozent ihres Gesamtstrombedarfs decken. Den \u00fcberwiegenden Teil des Strombedarfs decken die Hauseigent\u00fcmer also weiter \u00fcber Netzbezug. \u201eMehr geht leider nicht, weil die Hauptbetriebszeit der W\u00e4rmepumpe im Winter ist, wenn wenig Solareinstrahlung f\u00fcr die PV-Anlage vorhanden ist\u201c, sagt Chhugani. Der Einsatz einer Batterie kann den Autarkiegrad deutlich erh\u00f6hen, dies ist aber im Tool derzeit nicht implementiert.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Quickinfos und andere wichtige Hinweise zur Tool-Nutzung<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Das ISFH-Team hat sich bei der Gestaltung des Tools streng an die vorhandenen Normen und Richtlinien gehalten. \u201eF\u00fcr die Dimensionierung der W\u00e4rmepumpe haben wir die Richtlinie VDI 4645 genutzt, die Wirtschaftlichkeitsberechnung nach Annuit\u00e4tenmethode basiert auf der VDI 2067 und die Auslegung der PVT-Fl\u00e4chen haben wir an der Berechnungsmethode der Kollektornorm ISO 9806 orientiert,\u201c erkl\u00e4rt Peter P\u00e4risch, Gruppenleiter Thermische Energiesysteme beim ISFH, der die Toolentwicklung begleitete. Die Annuit\u00e4tenrechnung l\u00e4uft \u00fcber 20 Jahre, wobei im Tool ein Kalkulationszins von 0 Prozent voreingestellt ist. Auch Energiepreissteigerung und Inflation sind auf 0 Prozent angesetzt. Alle Werte k\u00f6nnen aber \u00fcber Schieberegler vom Nutzer variiert werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Toolentwickler weisen darauf hin, dass die VDI-Richtlinie bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung geothermische W\u00e4rmepumpensysteme schlechter stellt. Sie schreibt verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig hohe Kosten f\u00fcr Instandsetzung, Wartung und Inspektion f\u00fcr Erdw\u00e4rmesonden von drei Prozent pro Jahr vor. Bei Sole- und Luftw\u00e4rmepumpen liegen diese Kosten laut der Richtlinie bei 2,5 Prozent. Die Vorgaben hat Chhugani in der Annuit\u00e4tenmethode ber\u00fccksichtigt. F\u00fcr die PVT- und PV-Anlagen, f\u00fcr die es keine Angaben in der Richtlinie gibt, haben die Toolentwickler jeweils ein Prozent der Investitionskosten pro Jahr angesetzt.<\/p>\n\n\n\n<p>Zwei wichtige Hinweise will das ISFH-Team zuk\u00fcnftigen Nutzern noch mit auf den Weg geben. Die voreingestellten Werte beziehen sich alle auf das Einfamilienhaus-Bestandsgeb\u00e4ude. Stellt der Nutzer auf ein Einfamilienhaus-Neubau um, teilt ihm die Quickinfo mit: \u201eBei \u00c4nderung des Geb\u00e4udetyps werden die Auslegung und die Kosten der Komponenten nicht automatisch umgestellt. Bitte unter Komponentenpreise pr\u00fcfen und manuell anpassen\u201c.<\/p>\n\n\n\n<p>Der zweite wichtige Hinweis betrifft die Speicherf\u00e4higkeit der Ergebnisse. Jeder Datensatz kann \u00fcber die Exportfunktion komplett als CSV-Datei heruntergeladen werden. Die Eingabewerte wie auch die berechneten Kenngr\u00f6\u00dfen sind tabellarisch \u00fcbersichtlich, in Gruppen aufgeteilt dargestellt. Wichtig f\u00fcr den Nutzer ist folgender Hinweis: Wechselt er oder sie von einer Systemvariante zur anderen, dann sind die manuell ver\u00e4nderten Schieberegler wieder auf ihre Grundeinstellungen zur\u00fcckgestellt und alle Eingabewerte basieren auf den Voreinstellungen.<\/p>\n\n\n\n<p>Weitere Informationen: <a href=\"https:\/\/heatpumpsystems.isfh.de\/\">heatpumpsystems.isfh.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Sole\/Wasser-W\u00e4rmepumpen k\u00f6nnen neben dem Erdreich auch Solar- und Umweltw\u00e4rme aus Photovoltaisch-thermischen (PVT) Kollektoren nutzen. Ein W\u00e4rmepumpen-Vergleichstool bietet nun die M\u00f6glichkeit, verschiedene Varianten dieser Heizsysteme mit Sonne, Erdreich und Luft als W\u00e4rmequelle zu bewerten. 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