Abschlussbericht "Aktion WärmepumpenCheck"

Abbildung 1: Haus mit Wärmepumpe (Grafik: Werkbank Sektorenkopplung) Bildquelle KI überarbeitet aus Adobe Stock Solutions 1209585566 ) Quelle KI Generiert ChatGPT Abschlussbericht „Aktion WärmepumpenCheck“ Ergebnisse einer Feldmessung zur Feststellung der Eignung von Wärmepumpen in bestehenden Einfamilienhäusern Impressum Hochschule Hamm-Lippstadt Institut für Sektorenkopplung in der Energiewirtschaft (IfSK) Werkbank Sektorenkopplung Marker Allee 76-78, 59063 Hamm Autoren: Dipl.-Ing. (FH) Jan Lebek, Dipl.-Ing. Andreas Lutters E-Mail: [email protected] Telefon: +49 2381 8789-496 Internet: https://werkbanksektorenkopplung.de Hamm, September 2025 Haftungshinweis Die in diesem Bericht getätigten Aussagen basieren auf Messdaten und deren Weiterverarbeitung mittels mathematischer Modelle. Bei der Aufzeichnung der Messdaten kann es aufgrund der Messmethode zu Abweichungen kommen; diese können sich durch die Weiterverarbeitung erhöhen. Der Energieverbrauch ist stark abhängig vom Nutzungsverhalten, z.B. durch Erhöhung der Raumtemperatur, vermehrtes Duschen, Baden und Lüften. Die Hochschule Hamm-Lippstadt kann für in diesem Bericht getätigte Einschätzung des Gebäudes für den Betrieb einer Wärmepumpe weder haftbar gemacht, noch können Schadenersatzansprüche bei tatsächlichen Abweichungen in einem späteren realen Betrieb geltend gemacht werden. Für eine detaillierte Beratung über Wärmepumpentechnik einschließlich der aktuellen Fördermöglichkeiten sowie eine vertiefte Analyse und Planung für die Umsetzung einer Wärmepumpe wird empfohlen, ein qualifiziertes Fachunternehmen für Heizungstechnik oder eine Energieberaterin/einen Energieberater einzubinden. Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 3 von 22 Inhaltsverzeichnis Impressum ........................................................................................................................................ 2 Haftungshinweis ................................................................................................................................ 2 Inhaltsverzeichnis ......................................................................................................................... 3 Tabellenverzeichnis ...................................................................................................................... 4 Abbildungsverzeichnis ................................................................................................................... 4 1 Einleitung .............................................................................................................................. 5 2 Zusammenfassung der Ergebnisse ............................................................................................ 6 3 Messungen ............................................................................................................................. 8 Raumtemperatur ............................................................................................................................... 9 Außentemperatur ............................................................................................................................. 10 Verbrauchsdaten zur Abschätzung der Heizlast bei Norm-Außentemperatur .......................................... 12 Vorlauftemperatur bei Norm-Außentemperatur................................................................................... 13 4 Bewertung des Einsatzes einer Wärmepumpe ......................................................................... 16 Arbeitszahl (AZ) und Stromverbrauch .................................................................................................. 16 Betriebskosten einer Wärmepumpe .................................................................................................... 19 5 Ausblick............................................................................................................................... 20 Förderung ........................................................................................................................................ 20 Einbindung von Energieberaterinnen und Energieberatern, Fachunternehmen ...................................... 21 6 Quellenverzeichnis ............................................................................................................... 22 Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 4 von 22 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Übersicht der Ergebnisse ....................................................................................................................... 7 Tabelle 2: Übersicht der untersuchten Gebäude ................................................................................................... 7 Tabelle 3: Übersicht der Messstellen in den Gebäuden ........................................................................................ 9 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Haus mit Wärmepumpe (Grafik: Werkbank Sektorenkopplung) .................................................... 1 Abbildung 2: Prinzip der Sektorenkopplung: Nutzung von (überschüssigem) Strom für Wärme- /Kälteanwendungen, Mobilität oder als Wasserstoffspeicher u.a. in Haushalten (Bildquelle KI Generiert chatGPT) .................................................................................................................................................................. 5 Abbildung 3: Messzeiträume je Gebäude ............................................................................................................... 8 Abbildung 4: Mittlere Raumtemperaturen je Gebäude ....................................................................................... 10 Abbildung 5: Außentemperaturen im Messzeitraum gemäß Wetterstation Hamm .......................................... 11 Abbildung 6: Minimalund Mittelwerte der Außentemperaturen je Gebäude ................................................... 11 Abbildung 7: Kennlinie der Wärmeleistung in Abhängigkeit von der Außentemperatur .................................. 13 Abbildung 8: Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur in Gebäude 1 ............................. 14 Abbildung 9: Berechnungsergebnisse von Heizlast und Vorlauftemperatur bei Norm-Außentemperatur ...... 15 Abbildung 10: COP in Abhängigkeit von Außenund Vorlauftemperatur (VL) [5] .............................................. 17 Abbildung 11: Berechnete Werte für Wärmeverbrauch, Stromverbrauch und Arbeitszahl bei Einsatz einer Wärmepumpe je Gebäude .................................................................................................................................... 18 Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 5 von 22 1 Einleitung Die „Aktion WärmepumpenCheck“ ist Teil des Projekts „Werkbank Sektorenkopplung“, das durch das Institut für Sektorenkopplung in der Energiewende (IfSK) der Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL) durchgeführt wird. Die Zielsetzung des Projektes Werkbank Sektorenkopplung besteht darin, die bestehenden und nach wie vor in wesentlichen Teilen fossil und getrennt voneinander betriebenen Sektoren Strom, Wärme und Mobilität mithilfe von Technologien der Sektorenkopplung intelligent und klimafreundlich zu vernetzen. Dies soll durch einen wechselseitigen Wissensund Technologietransfer zwischen der Hochschule HammLippstadt, dem IfSK und den unterschiedlichen Nutzungsgruppen und Marktakteuren in der Region der kreisfreien Stadt Hamm sowie den umliegenden Landkreisen Warendorf, Soest und Unna geschehen. Ein hervorragendes und zeitgemäßes Beispiel für Sektorenkopplung stellt dabei der Einsatz von Wärmepumpen dar. In Wärmepumpen wird elektrischer Strom, der in stetig zunehmendem Maße durch Erneuerbare Energien erzeugt wird, in einem thermodynamischen Prozess dazu genutzt, Wärme für die Beheizung von Wohngebäuden und die Erzeugung von Brauchwarmwasser auf besonders effiziente Art und Weise bereitzustellen. Im Rahmen der „Aktion WärmepumpenCheck“ wurden im Oktober 2024 Eigentümerinnen und Eigentümer von bestehenden Einfamilienhäusern in Hamm gesucht, die Interesse an einer Teilnahme an der Aktion während der Heizperiode 2024/2025 hätten. Über eine Anzeige in der lokalen Tageszeitung gingen bei der Werkbank Sektorenkopplung insgesamt über 60 Bewerbungen ein. Ausgewählt wurden schließlich 16 Haushalte, deren mit Erdgas oder Heizöl betriebenen Heizungsanlagen zumeist 15 Jahre und älter waren und bei denen ein baldiger Austausch ansteht. Abbildung 2: Prinzip der Sektorenkopplung: Nutzung von (überschüssigem) Strom für Wärme-/Kälteanwendungen, Mobilität oder als Wasserstoffspeicher u.a. in Haushalten (Bildquelle KI Generiert chatGPT) Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 6 von 22 Leitgedanke der Aktion war es, den Einsatz einer Wärmepumpe durch Absenkung der Vorlauftemperaturen bei gleichzeitiger Messung von Heizkreisund Raumtemperaturen in Referenzräumen zu simulieren. Als Ergebnis der Aktion sollte jede Teilnehmerin und jeder Teilnehmer eine qualifizierte Antwort auf die Frage erhalten, ob für das betrachtete Einfamilienhaus eine Luft-Wasser-Wärmepumpe als Ersatz als für ein bestehendes fossiles Heizsystem – in den meisten Fällen eine Gasheizung – in Frage kommt. In jedem teilnehmenden Gebäude wurden dabei mehrere Messsysteme installiert, um sowohl Temperaturen als auch Energieverbräuche zu erfassen. Die Daten wurden anschließend mathematisch auf die zu erwartenden Vorlauftemperaturen bei Norm-Außentemperatur 1 (−9,7 °C für 59071 Hamm 2) hochgerechnet. Dieses Verfahren ersetzt zwar keine wesentlich aufwändigere Heizlastberechnung nach DIN EN 12831, jedoch ist es durchaus in der Lage, eine praxisorientierte Indikation für die grundsätzliche Eignung und eine erste grobe Auslegung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zu liefern. Basierend auf Effizienzkennlinien von Wärmepumpen wurden theoretische Arbeitszahlen berechnet und die Betriebskosten mit denen des bestehenden Heizsystems verglichen. Bei den meisten Gebäuden handelte es sich um ältere, freistehende Einfamilienhäuser, die vor 2005 erbaut und energetisch nicht saniert waren. 2 Zusammenfassung der Ergebnisse Die Auswertung der Messdaten in den 16 untersuchten Einfamilienhäusern ergab Arbeitszahlen zwischen 2,7 und 4,2, die für die Dauer der Messzeiträume in der Heizperiode 2024/2025 ermittelt werden konnten. Das bedeutet, dass bei Einsatz einer Wärmepumpe aus einer kWh Strom bis zu 4,2 kWh Wärme erzeugt werden könnte. Als Kriterium für eine mindestes „gute“ Eignung wurde hierbei eine Arbeitszahl während des Messzeitraum von mindestens 3,5 festgelegt (sechs Gebäude). Eine Arbeitszahl von mehr als 4,0 wurde mit der Eignung „sehr gut“ versehen (sieben Gebäude). Unter Berücksichtigung aktueller Stromund Gaspreise ließ sich darüber hinaus feststellen, dass bei etwa 90% der untersuchten Gebäude die Betriebskosten mit einer Wärmepumpe geringer ausgefallen wären als bei einem Betrieb mit fossilen Energieträgern wie Erdgas. 1 Die Norm-Außentemperatur wird als der niedrigste Zweitagesmittelwert definiert, der in einem Zeitraum von 20 Jahren insgesamt zehnmal erreicht oder unterschritten wurde. Sie ist maßgeblich für Heizlastberechnung bzw. die Auslegung der Heizungsanlage. DIN Deutsches Institut für Normung e.V. (2020): DIN/TS 128311 Verfahren zur Berechnung der Raumheizlast - Teil 1: Nationale Ergänzungen zur DIN EN 12831-1. Ausgabe 2020-04. Berlin, Beuth Verlag. 2 Norm-Außentemperatur für den Standort 59071 Hamm −9,7 °C: Bundesverband Wärmepumpe e.V.: Klimakarte mit Norm-Außentemperaturen entsprechend der DIN /TS 12831-1 vom April 2020. Norm-Außentemperatur für den Standort 59071 Hamm −9,7 °C. Online verfügbar unter https://www.waermepumpe.de/werkzeuge/klimakarte, abgerufen am 25.08.2025. Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 7 von 22 Tabelle 1: Übersicht der Ergebnisse Tabelle 2: Übersicht der untersuchten Gebäude Die ausgewählten Gebäude unterschieden sich hinsichtlich ihres Sanierungsstands, ihrer Größe und der Art der Wärmeabgabe teils deutlich voneinander. Eine direkte Vergleichbarkeit der Objekte ist daher nur eingeschränkt möglich. Die ausgewählten Gebäude stellten somit eine zufällige Stichprobe dar und bieten eine vielfältige Grundlage für die weiteren Messungen und Analysen. Start Messungen Ende Messungen Dauer Messung [Tage] Gemessene minimale Außentemperaur im Messzeitraum [°C] Mittlere Außentemperatur gemäß Wetterstation [°C] Gemessener Verbrauch [kWh] Verbrauch pro m² beheizte Fläche [kWh/m²] Mittlere Raumtemper aur Nennleistung Heizungsanla ge [kW] Heizlast bei Normaußentemp eratur [kW] Heizungsvorlauftempera tur bei Normaußentemperatur [°C] Errechnete WP Arbeitszahl [kWhth/kWhel] Errechneter WP Stromverbrauch [kWh] Eignung einer Wärmepumpe Gebäude 1 01.11.2024 18.02.2025 109 -4,6 4,0 37.490 39 19,9 60 23 53 3,5 10.757 gut Gebäude 2 24.01.2025 18.03.2025 53 -4,7 4,9 11.472 48 19,8 50 16,5 62 2,7 4.236 bedingt Gebäude 3 20.11.2024 18.03.2025 118 -5,0 4,3 5.281 32 22 #NV 742 4,0 1.272 sehr gut Gebäude 4 22.11.2024 18.03.2025 116 -5,6 4,4 6.460 52 21,2 28 8,5 50 4,1 1.548 sehr gut Gebäude 5 04.12.2024 14.03.2025 100 -4,6 3,8 #NV #NV 20,3 #NV #NV 56 3,5 #NV gut Gebäude 6 21.01.2025 18.03.2025 56,0 -4,4 4,8 5.363 45 22,5 #NV 6,5 47 4,3 1.245 sehr gut Gebäude 7 10.12.2024 18.03.2025 98 -5,6 4,0 10.797 62 22,3 #NV 8,5 48 4,1 2.632 sehr gut Gebäude 8 17.12.2024 18.03.2025 91 -5,6 4,0 4.304 38 22 11 3,5 52 3,9 1.085 gut Gebäude 9 16.01.2025 18.03.2025 61 -4,9 4,3 2.371 22 19,6 11 3,5 42 4,0 580 sehr gut Gebäude 10 15.01.2025 20.03.2025 64 -6,7 4,5 5.003 42 20,9 18 4,5 63 3,3 1.511 bedingt Gebäude 11 24.01.2025 23.03.2025 58 -3,6 7,6 1.713 10 19 18 5,5 57,5 4,6 372 sehr gut Gebäude 12 12.01.2025 25.03.2025 72 -3,4 4,7 5.337 36 22,9 14 10,5 57,5 4,0 1.331 sehr gut Gebäude 13 10.01.2025 28.03.2025 77 -3,4 7,3 5.047 36 21,8 20 950 3,6 1.387 gut Gebäude 14 16.02.2025 31.03.2025 43 -5,2 8,4 5.086 23 20,7 24 9,5 65 3,7 1.377 bedingt Gebäude 15 27.01.2025 27.03.2025 59 -6,4 4,8 5.743 51 20 23 4,5 43 4,3 1.311 sehr gut Gebäude 16 13.02.2025 27.03.2025 42 -3,6 6,6 1.873 12 20,5 29 6,5 55 4,3 482 sehr gut Gebäudetyp Baujahr Gebäude Bauweise Nachträglich saniert? Anzahl Bewohner Beheizte Fläche [m²] Baujahr Heizungsanlage Brennstoff Wärmeabgabe Bemerkungen Gebäude 1 Freistehend - Bürogebäude 1956 Massiv Nein n/a 953 1999 Erdgas Heizkörper Bürogebäude der HSHL, keine Brauchwassererwärmung Gebäude 2 Freistehendes EFH 1920 Massiv Kernsaniert (1990) 2240 1992 Erdgas Heizkörper Gebäude 3 Freistehend EFH 2002 Holzblockhau s Nein 2163 2002 Erdgas Heizkörper (OG) FBH (EG) Gebäude 4 Freistehendes EFH 2001 Massiv Nein 2125 2001 Erdgas Heizkörper (OG) FBH (EG) Fußbodenheizung im Erdgeschoss, Heizkörper in der oberen Etage, kein Keller, als Niedrigenergiehaus aufgrund Wärmedämmung eingestuft. Es gibt noch einen Holzofen, der sporadisch in den Abendstunden in Betrieb genommen wird. Gebäude 5 Freistehend EFH 1954 Massiv Fenster und Dach isoliert (1999) Außentür (2000) Isolationsputz (2005) 2133 1999 Heizöl Heizkörper Gelegen im Außenbereich von Hamm. Gebäude 6 Freistehendes EFH 1914 Massiv Außenisolation (1980) Innenisolierung und Kellerdämmung (2001) 2120 1999 Erdgas Heizkörper & FBH Gebäude 7 Freistehend EFH 2005 Massiv Nein 2,5 174 2005 Erdgas FBH Bei dem Gebäude handelt es sich um eine Mischnutzung aus Wohnen und Büro. Das Haus ist in Split-Level Bauweise errichtet mit viel offenem Volumen. Gebäude 8 Reihenmittelhaus 1999 Massiv Dach (2001) 1,5 114 1999 Erdgas Heizkörper Baulichen und nachbarschaftlichen Gegebenheiten eingeschränkt für die Installation einer Wärmepumpe. Gebäude 9 Reihenmittelhaus 1995 Massiv Isolation Rolladenkästen (2000) 2106 1995 Erdgas Heizkörper Baulichen und nachbarschaftlichen Gegebenheiten eingeschränkt für die Installation einer Wärmepumpe. Gebäude 10 Freistehendes EFH 2001 Massiv Nein 2120 2001 Erdgas Heizkörper Gebäude 11 Freistehend EFH 1980 Massiv Nein 2175 2011 Erdgas Radiatoren / Wandheizung Gebäude 12 Reihenendhaus 1979 Massiv Teilweise 2150 2020 Erdgas Radiatoren Gebäude 13 Doppelhaus 2001 Massiv Teilweise 3140 2001 Erdgas Fußbodenheizung Gebäude 14 Freistehendes EFH 1960 Massiv Teilweise 2220 2012 Erdgas Radiatoren Gebäude 15 Doppelhaus 1995 Massiv Teilweise 3112 1995 Erdgas Fußbodenheizung Gebäude 16 Doppelhaus 2002 Massiv Nein 2150 2002 Erdgas Radiatoren Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 8 von 22 3 Messungen Im Zeitraum zwischen dem 01.11.2024 und dem 20.03.2025 wurden Messdaten in den ausgewählten Gebäuden erfasst. Nicht jedes Gebäude wurde dabei über den gesamten Zeitraum hinweg untersucht. Gebäude 1 wurde mit am längsten vermessen, da es sich um ein Gebäude der Hochschule Hamm-Lippstadt handelt, das gut zugänglich war und zudem für die Erprobung verschiedener Messsysteme genutzt wurde. In Abbildung 3 sind die jeweiligen Messzeiträume für jedes Gebäude dargestellt. Abbildung 3: Messzeiträume je Gebäude 109 53 118 116 100 56 98 91 61 64 58 72 77 43 59 42 11/1/2024 12/1/2024 12/31/2024 1/30/2025 3/1/2025 3/31/2025 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Gebäude 1 Gebäude 2 Gebäude 3 Gebäude 4 Gebäude 5 Gebäude 6 Gebäude 7 Gebäude 8 Gebäude 9 Gebäude 10 Gebäude 11 Gebäude 12 Gebäude 13 Gebäude 14 Gebäude 15 Gebäude 16 Dauer Messung [Tage] Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 9 von 22 Während der gesamten Messdauer wurden an den in Tabelle 3 aufgeführten Messstellen kontinuierlich Werte erfasst: Einbauorte der Sensoren: Was wurde gemessen? Beheizter Raum (Referenzraum) Raumtemperatur [°C] Außenbereich Außentemperatur [°C] Gaszähler Gasverbrauch [m³] Heizungsanlage Vorlauftemperatur [°C] Tabelle 3: Übersicht der Messstellen in den Gebäuden Für die Datenerfassung kamen verschiedene am Markt verfügbare Messsysteme zum Einsatz. Die aufgezeichneten Daten wurden anschließend über die jeweiligen Cloud-Plattformen der Anbieter abgerufen und für die Auswertung aufbereitet. Die Messwerte wurden mit einem Intervall von 15 Minuten gemessen. Raumtemperatur Die gewünschte Raumtemperatur wurde von den Nutzerinnen und Nutzern beziehungsweise durch den jeweiligen Heizungsfachbetrieb über die Thermostatventile sowie die Einstellung der Heizungskennlinie an der Heizungsanlage eingestellt. Sie entsprach der Wohlfühltemperatur, bei der sich die Bewohnerinnen und Bewohner im Gebäude angenehm temperiert fühlen. Die gemessenen Temperaturwerte lagen im Bereich zwischen 19 °C und 22,9 °C und damit häufig über der empfohlenen optimalen Raumtemperatur von 20 °C für Wohnräume 3. Die Abbildung 4 gibt einen Überblick über die mittleren Raumtemperaturen während des Messzeitraums. 3 Umweltbundesamt (2023): Richtiges Heizen schützt das Klima und den Geldbeutel. Online verfügbar unter https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizen-raumtemperatur#gewusst-wie, abgerufen am 25.08.2025. Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 16 von 22 Bei 10 Gebäuden lagen die hochgerechneten erforderlichen Vorlauftemperaturen bei NormAußentemperatur bei höchstens 55 °C, so dass ein effizienter und wirtschaftlicher Betrieb einer Wärmepumpe wahrscheinlich erscheint. In zwei Gebäuden (Gebäude 11 und 12) ergaben die hochgerechneten maximalen Vorlauftemperaturen mit 57,5 °C bei Norm-Außentemperatur an wenigen kalten Tage geringfügig höhere Werte – gleiches gilt für ein Gebäude (Gebäude 5) mit 56 °C. Auch hier sollten Optimierungsmaßnahmen geprüft werde. Eine grundsätzliche Eignung für den Einsatz einer Wärmepumpe ist jedoch gegeben. 4 Bewertung des Einsatzes einer Wärmepumpe Arbeitszahl (AZ) und Stromverbrauch Anhand der vor Ort gemessenen Vorlauftemperaturen lässt sich abschätzen, wie effizient eine Wärmepumpe eingesetzt werden kann, um die Heizlast des jeweiligen Gebäudes zu decken. In Abbildung 10 ist der sogenannte „Coefficient of Performance“ (COP) für verschiedene Betriebspunkte einer Wärmepumpe dargestellt. Der COP ist ein Kennwert für die Effizienz einer Wärmepumpe und beschreibt das Verhältnis zwischen der erzeugten Wärmeleistung und der aufgenommenen elektrischen Leistung. Ein beispielhafter COP von 3 bedeutet, dass die Wärmepumpe aus 1 kWh elektrischer Energie 3 kWh Wärme erzeugt. COP =𝑄𝑄nutz 𝑊𝑊el Legende: Qnutz: nutzbare Wärmeleistung in [kW oder J/s] Wel: eingesetzte elektrische Leistung in [kW] Der COP ist als Effizienzkennwert dimensionslos. Da die Außentemperaturen während einer Heizperiode erheblich varieren, variiert auch der tatsächliche COP im realen Betrieb entsprechend. Er ist also keine konstante Größe, sondern eine Anreihung von Momentanwerten. Um die Effizienz der Wärmepumpe über einen längeren Zeitraum (z.B. über ein Kalenderjahr) mit vertretbarem Aufwand bewerten zu können, wird eine weitere Größe, die sog. Jahresarbeitszahl (JAZ), herangezogen. Die JAZ gibt an, wie effizient eine Wärmepumpe im Durchschnitt über den Zeitraum eines gesamten Jahres arbeitet. Sie wird berechnet aus dem Verhältnis zwischen der in einem Jahr durch die Wärmepumpe erzeugten Wärmemenge (in kWh) und der dafür aufgewendeten Menge an elektrischem Strom (in kWh). 𝐽𝐽𝐽𝐽𝐽𝐽 =𝑄𝑄ℎgesamt 𝐸𝐸el,gesamt Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 17 von 22 Legende: • QhGesamt: Gesamte innerhalb eines Jahres erzeugte Wärmemenge in [kWh] • Eel Gesamt: Gesamte innerhalb eines Jahres bezogene elektrische Energie in [kWh] • Die JAZ ist – wie auch der COP oder die AZ - dimensionslos. Da im Rahmen dieses Projekts keine Messungen über einen vollständigen Jahreszeitraum durchgeführt werden konnten, handelt es sich in unseren Berechnungen daher nicht um Jahresarbeitszahlen, sondern um Arbeitszahlen (AZ) für den jeweiligen Messzeitraum. Unter Berücksichtigung der Kennwerte marktüblicher Luft-Wasser-Wärmepumpen 5 wurde die Arbeitszahl für jedes Gebäude ermittelt (Abbildung 10). Abbildung 11 zeigt die erfassten Verbrauchsdaten sowie die berechneten Arbeitszahlen für alle untersuchten Gebäude. Abbildung 10: COP in Abhängigkeit von Auße - und Vorlauftemperatur (VL) 5 Amt der Salzburger Landesregierung Lebensgrundlagen und Energie: get Datenbank für Gebäude-Energie-Technik. Online verfügbar unter https://www.produktdatenbankget.at/#/search?eq(group,337)&eq(instock,1)&select(id,name,subsidable,custom.field_107,custom.field_103,custom.fi eld_109,custom.field_128,custom.field_111,custom.field_101,custom.field_19,custom.field_27,custom.field_135,custo m.field_25,custom.field_28)&sort(+name), abgerufen am 26.09.2025. Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 18 von 22 Abbildung 11: Berechnete Werte für Wärmeverbrauch, Stromverbrauch und Arbeitszahl bei Einsatz einer Wärmepumpe je Gebäude Das Gebäude 1 wurde als Bürogebäude konzipiert und verfügt mit über 950 m² Nutzfläche über eine große beheizte Fläche sowie einen entsprechend hohen Energieverbrauch. Dennoch zeigen die gemessenen Vorlauftemperaturen, dass das Gebäude der Hochschule Hamm-Lippstadt gut für den Einsatz einer Wärmepumpe geeignet erscheint. Trotz des Alters des Gebäudes (Baujahr 1956) konnte eine Arbeitszahl (AZ) von 3,5 ermittelt werden. Dies unterstreicht, dass auch ältere Gebäude bei geeigneten Systemparametern effizient mit einer Wärmepumpe beheizt werden können. Bei Gebäude 2 beträgt die Arbeitszahl (AZ) lediglich 2,7. Hauptursache hierfür ist eine vergleichsweise hohe Vorlauftemperatur. Bereits eine Absenkung der Vorlauftemperatur um 5 K würde die AZ auf über 3,0 anheben. Dieser Zusammenhang ist zentral: Die Effizienz einer Wärmepumpe hängt wesentlich von der erforderlichen Vorlauftemperatur ab – je niedriger diese ist, desto effizienter arbeitet eine Wärmepumpe und desto höher fällt die Arbeitszahl aus. Im konkreten Fall handelt es sich bei Gebäude 2 um ein kernsaniertes Gebäude aus dem Jahr 1920 mit einer Wohnfläche von rund 240 m². Beheizt wird es mit Rippenheizkörpern, die in der Regel höhere Vorlauftemperaturen erfordern. Zudem wurde das Heizsystem im Messzeitraum nicht 10,711 4,233 1,273 1,576 1,308 2,633 1,104 593 1,511 372 1,331 1,387 1,445 1,311 482 37,490 11,472 5,281 6,460 5,363 10,797 4,304 2,370 5,003 1,713 5,003 5,047 5,086 5,743 1,… 3.5 2.7 4.2 4.1 3.5 4.1 4.1 3.9 4.0 3.3 4.6 4.0 3.6 3.7 4.3 4.3 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 -4,000 1,000 6,000 11,000 16,000 21,000 26,000 31,000 36,000 Arbeitszahl [kWhth/kWhel] Gebäude Nr. Verbrauch [kWh] Wärmepumpen: Arbeitszahl und Stromverbrauch Errechneter WP Stromverbrauch [kWh] Gemessener Verbrauch [kWh] Errechnete WP Arbeitszahl [kWhth/kWhel] Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 19 von 22 außentemperaturgeführt, sondern lief im Konstantbetrieb – also mit gleichbleibender Vorlauftemperatur, unabhängig von der Außentemperatur. Ein ähnliches Ergebnis zeigt sich bei Gebäude 10, das derzeit eine Arbeitszahl (AZ) von 3,3 erreicht. Auch hier ist die vergleichsweise hohe mittlere Vorlauftemperatur von 49 °C der entscheidende Faktor. Eine Reduzierung der Vorlauftemperatur um 5 K würde die AZ auf über 3,7 anheben. Dieses Beispiel – ebenso wie Gebäude 2 – verdeutlicht eindrücklich, welchen Einfluss die Vorlauftemperatur auf die Effizienz einer Wärmepumpe hat. Bei Gebäude 5, das ursprünglich mit einer Ölheizung beheizt wurde, konnten aufgrund eines Messsystemausfalls zunächst keine vollständigen Daten erfasst werden. Auf Basis der verfügbaren Temperaturwerte wurde dennoch eine AZ von 3,5 berechnet. Diese Einschätzung wurde kürzlich durch einen unabhängigen Energieberater bestätigt, woraufhin sich die Eigentümer noch vor Abschluss der „Aktion WärmepumpenCheck“ für einen Systemwechsel zur Wärmepumpe entschied. Für alle übrigen Gebäude wurden Arbeitszahlen zwischen 3,5 und 4,2 ermittelt. Diese Werte sprechen für eine gute bis sehr gute Eignung der Gebäude für den Betrieb einer Wärmepumpe. Besonders auffällig ist, dass insbesondere die Reihenmittelhäuser (Gebäude 8 und 9) einen vergleichsweise niedrigen Energieverbrauch bzw. eine geringere Heizlast aufweisen. Dies erscheint plausibel, da Reihenmittelhäuser im Gegensatz zu freistehenden Einfamilienhäusern eine deutlich geringere Außenfläche besitzen und daher weniger Wärme an die Umgebung verlieren. Für den Wechsel spricht auch der deutlich geringere CO2 Footprint für eine Wärmepumpe. Quellen weisen 35 bis 55% Reduktion gegenüber einer Ölheizung 6 aus - die CO2-Bepreisung unterstützt dies 7. Betriebskosten einer Wärmepumpe Eine Wärmepumpe kann aus einer Kilowattstunde elektrischer Energie mehrere Kilowattstunden Wärme erzeugen. Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit ist dabei das Verhältnis der Stromkosten zu den Brennstoffkosten: • Liegt dieses Verhältnis der Kosten unterhalb der ermittelten Arbeitszahl (AZ), fallen die Betriebskosten einer Wärmepumpe geringer aus als die einer fossilen Heizung, • liegt es darüber, wäre eine fossile Heizungsanlage die derzeit günstigere Option bzgl. der Betriebskosten. 6 DAA GmbH: CO2-Vergleich: Energieträger Heizung – eine Klimabilanz. Online verfügbar unter https://www.effizienzhaus-online.de/heizung-energietraeger-und-klimabilanz, abgerufen am 25.08.2025 7 BEHG (Gesetz über einen nationalen Zertifikatehandel für Brennstoffemissionen - (Brennstoffemissionshandelsgesetz) vom 12. Dezember 2019 (BGBl. I S. 2728; 2022 I S. 2098), das zuletzt durch Artikel 2 des Gesetzes vom 27. Februar 2025 (BGBl. 2025 I Nr. 70) geändert worden. Online verfügbar unter https://www.gesetzeim-internet.de/behg/BJNR272800019.html, abgerufen am 26.09.2025. Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 20 von 22 Für Deutschland kann derzeit ein Preisverhältnis mit dem Faktor 3 angenommen werden – bei Strompreisen von rund 30 ct/kWh und Gaspreisen von etwa 10 ct/kWh für Privathaushalte. Da für die untersuchten Gebäude keine aktuellen individuellen Energiepreise vorlagen, wurde dieses Preisverhältnis als Berechnungsgrundlage für einen einfachen Betriebskostenvergleich verwendet. Auf dieser Basis wären über 90% der Gebäude im Untersuchungszeitraum kostengünstiger mit einer Wärmepumpe beheizt worden, da deren ermittelte Arbeitszahlen zumeist oberhalb des Preisverhältnisfaktors von 3 lagen. Moderne Wärmepumpen erreichen heute typischerweise Jahresarbeitszahlen (JAZ) von 3,5 bis 5,0. Das bedeutet: Aus 1 kWh Strom erzeugen sie mindestens 3,5 kWh Wärme. Damit sind sie in den meisten Fällen nicht nur energieeffizienter, sondern auch kostengünstiger im Betrieb als fossile Heizsysteme – vorausgesetzt, das Verhältnis von Stromzu Brennstoffkosten liegt nicht dauerhaft über dem Wert der JAZ. 5 Ausblick Globale Energiekrisen, geopolitische Konflikte und die Klimaziele Deutschlands und der Europäischen Union wirken sich zunehmend auf die Preise für fossile Energieträger aus. In den kommenden Jahren ist daher mit einem weiteren Anstieg der Kosten für Heizöl und Erdgas zu rechnen – nicht nur durch die gestiegene Nachfrage und Marktunsicherheiten, sondern auch durch politische Maßnahmen wie die seit 2021 eingeführten und jährlich steigenden CO₂-Preise auf Brennund Kraftstoffe. Zwar basiert ein Teil der aktuellen Stromerzeugung noch auf Erdgas und anderen fossilen Energieträgern, jedoch ist im Zuge der fortschreitenden Dekarbonisierung und des Ausbaus erneuerbarer Energien davon auszugehen, dass die Strompreise langfristig weniger stark ansteigen als die Preise für fossile Brennstoffe. Insbesondere der zunehmende Anteil von Photovoltaik und Windenergie am deutschen Strommix wirkt preisstabilisierend und entkoppelt die Strompreise zunehmend von fossilen Märkten. Vor diesem Hintergrund ist davon auszugehen, dass sich die Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen im Vergleich zu fossilen Heizsystemen in den kommenden Jahren weiter verbessern wird. Wärmepumpen profitieren dabei sowohl von ihrer hohen Energieeffizienz als auch von der zunehmenden Verfügbarkeit klimafreundlich erzeugter Elektrizität. Förderung Der Einbau einer Wärmepumpe in ein bestehendes Wohngebäude, das bislang mit einem Erdgasoder HeizölKessel beheizt wird, wird in Deutschland derzeit attraktiv gefördert. Über die KfW-Bankengruppe stellt der Staat im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen (BEG EM) einen Zuschuss von mindestens 30 % bis maximal 70 % der förderfähigen Kosten zur Verfügung (Stand: 25.08.2025). Die genaue Förderhöhe für private Haushaltehängt von verschiedenen Faktoren ab: • dem Haushaltseinkommen der Antragstellenden (Einkommensabhängiger Bonus), • dem Zeitpunkt der Antragsstellung (ggf. Frühstarterbonus), • dem Einsatz von erneuerbaren Kältemitteln oder besonders effizienten Wärmepumpentechnologien, Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 21 von 22 • und davon, ob der Einbau als Ersatz für eine fossile Heizung erfolgt (z. B. Austauschbonus bei Öloder Gasheizungen). Rechtliche Grundlage: Richtlinie für die Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen (BEG EM) vom 21.12.2023 8. Zusätzliche Informationen und Antragsformulare finden sich auf den Internetseiten der KfW-Förderbank 9: Förderproramm 458 - Zuschuss: Heizungsförderung für Privatpersonen – Wohngebäude 10. Einbindung von Energieberaterinnen und Energieberatern, Fachunternehmen Um einen Antrag für einen Förderzuschuss zum Einbau einer Wärmepumpe einreichen zu können, ist zwingend die Einbindung einer/eines für das Programm zugelassenen Energieberaterin/Energieberaters oder eines Fachunternehmens für Heizungsbzw. Wärmepumpentechnik erforderlich. Adressen von zugelassenen Energieberaterinnen und Energieberatern sind veröffentlicht in der EnergieEffizienz-Experten-Datenbank der Deutschen Energie-Agentur GmbH 11. 8 Bundesministerium der Justiz (Herausgeber): Bundesanzeiger - Bekanntmachung, veröffentlicht am Freitag, 29.Dezember 2023, BAnz AT 29.12.202 B1, S. 9-12. Online verfügbar unter https://www.bundesanzeiger.de/pub/publication/TevdpcR9NeEp7m7RhbJ/content/TevdpcR9NeEp7m7RhbJ/BAnz0A T029.12.20230B1.pdf?inline, abgerufen am 25.08.2025. 9 KfW (2025): Bundesförderung für effiziente Gebäude Heizungsförderung für Privatpersonen – Wohngebäude. Online verfügbar unter https://meine.kfw.de/zuschuss/458, abgerufen am 25.08.2025. 10 KfW (2025): Merkblatt Zuschuss Nr. 458: BEG Heizungsförderung für Privatpersonen – Wohngebäude. Online verfügbar unter https://www.kfw.de/PDF/Download-Center/F%C3%B6rderprogramme- (Inlandsf%C3%B6rderung)/PDF-Dokumente/6000005131_M_458.pdf, abgerufen am 25.08.2025. 11 Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena): EnergieeffizienzExperten für Förderprogramme des Bundes. Online verfügbar unter https://www.energie-effizienz-experten.de, abgerufen am 25.08.2025. Abschlussbericht „ Aktion WärmepumpenCheck“ Seite 22 von 22 6 Quellenverzeichnis Amt der Salzburger Landesregierung Lebensgrundlagen und Energie: get Datenbank für Gebäude-EnergieTechnik. Online verfügbar unter https://www.produktdatenbankget.at/#/search?eq(group,337)&eq(instock,1)&select(id,name,subsidable,custom.field_107,custom.fie ld_103,custom.field_109,custom.field_128,custom.field_111,custom.field_101,custom.field_19,custo m.field_27,custom.field_135,custom.field_25,custom.field_28)&sort(+name), abgerufen am 26.09.2025. BEHG (Gesetz über einen nationalen Zertifikatehandel für Brennstoffemissionen - (Brennstoffemissionshandelsgesetz) vom 12. Dezember 2019 (BGBl. I S. 2728; 2022 I S. 2098), das zuletzt durch Artikel 2 des Gesetzes vom 27. Februar 2025 (BGBl. 2025 I Nr. 70) geändert worden. Online verfügbar unter https://www.gesetze-im-internet.de/behg/BJNR272800019.html, abgerufen am 26.09.2025. Bundesministerium der Justiz (Herausgeber): Bundesanzeiger - Bekanntmachung, veröffentlicht am Freitag, 29.Dezember 2023, BAnz AT 29.12.202 B1, S. 9-12. Online verfügbar unter https://www.bundesanzeiger.de/pub/publication/TevdpcR9NeEp7m7RhbJ/content/TevdpcR9NeEp7m 7RhbJ/BAnz0AT029.12.20230B1.pdf?inline, abgerufen am 25.08.2025. Bundesverband Wärmepumpe e.V.: Klimakarte mit Norm-Außentemperaturen entsprechend der DIN /TS 12831-1 vom April 2020. Norm-Außentemperatur für den Standort 59071 Hamm −9,7 °C. Online verfügbar unter https://www.waermepumpe.de/werkzeuge/klimakarte, abgerufen am 25.08.2025. DAA GmbH: CO2-Vergleich: Energieträger Heizung – eine Klimabilanz. Online verfügbar unter https://www.effizienzhaus-online.de/heizung-energietraeger-und-klimabilanz, abgerufen am 25.08.2025. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena): EnergieeffizienzExperten für Förderprogramme des Bundes. Online verfügbar unter https://www.energie-effizienz-experten.de, abgerufen am 25.08.2025. DIN Deutsches Institut für Normung e.V. (2020): DIN/TS 128311 Verfahren zur Berechnung der Raumheizlast Teil 1: Nationale Ergänzungen zur DIN EN 12831-1. Ausgabe 2020-04. Berlin, Beuth Verlag. Fonseca, Stefano (2025): Die optimale Vorlauftemperatur einer Wärmepumpe. Online verfügbar unter https://gruenes.haus/waermepumpe-vorlauftemperatur, abgerufen am 25.08.2025. KfW (2025): Bundesförderung für effiziente Gebäude Heizungsförderung für Privatpersonen – Wohngebäude. Online verfügbar unter https://meine.kfw.de/zuschuss/458, abgerufen am 25.08.2025. KfW (2025): Merkblatt Zuschuss Nr. 458: BEG Heizungsförderung für Privatpersonen – Wohngebäude. Online verfügbar unter https://www.kfw.de/PDF/Download-Center/F%C3%B6rderprogramme- (Inlandsf%C3%B6rderung)/PDF-Dokumente/6000005131_M_458.pdf, abgerufen am 25.08.2025. Umweltbundesamt (2023): Richtiges Heizen schützt das Klima und den Geldbeutel. Online verfügbar unter https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizenraumtemperatur#gewusst-wie, abgerufen am 25.08.2025.