Prototyp für optimierte Wärmepumpe zeigt: Energieeffizienz kann noch deutlich gesteigert werden

An der Hochschule Luzern - Technik & Architektur entwickelten Forscher einen Prototypen einer optimierten Luft/Wasser-Wärmepumpe, der bis zu 50 Prozent energieeffizienter arbeitet als herkömmliche Modelle.
Die Schweizer Bevölkerung hat für das Thema Energiesparen eine hohe Sensibilität entwickelt. Inzwischen setzen Bauherren und Architekten beim Beheizen von Gebäuden bei 83 Prozent der Neubauten auf Wärmepumpen. Die Energie dafür beziehen Wärmepumpen aus erneuerbaren Energiequellen: aus der Luft, dem Grundwasser oder dem Erdreich. In der Schweiz handelt es sich bei zirka 59 Prozent der verkauften Wärmepumpen für die Gebäudebeheizung um Luft/Wasser-Wärmepumpen, welche die Energie der Umgebungsluft entziehen. Sie arbeiten energieeffizienter und ressourcenschonender als Öl- oder Gasheizungen, ganz zu schweigen von Elektroheizungen. Doch auch bei diesen Wärmepumpen kann das Energiesparpotenzial noch deutlich weiter ausgereizt werden. Ihr Verbrauch an elektrischer Energie kann deutlich reduziert und damit die CO

Die Hochschule Luzern - Technik & Architektur entwickelte mit Unterstützung des Bundesamts für Energie BFE sowie den Industriepartnern Emerson Climate Technologies GmbH (Berlin) und der Ziehl-Abegg Schweiz AG im Rahmen des Projekts «Effiziente Luft/Wasser-Wärmepumpen durch kontinuierliche Leistungsregelung» einen optimierten Prototypen einer so genannten «leistungsgeregelten Luft/Wasser-Wärmepumpe».
Heizleistung dem Bedarf anpassen
Bei steigenden Umgebungstemperaturen nimmt die erforderliche Heizleistung eines Gebäudes naturgemäss ab. Konventionelle Luft/Wasser-Wärmepumpen werden jedoch von einem Kompressor angetrieben, der eine unveränderliche Drehzahl aufweist. Hieraus folgt, dass bei steigenden Umgebungstemperaturen auch die erzeugte Heizleistung der Wärmepumpe steigt. Deshalb muss die Wärmepumpe häufig ein- und ausgeschaltet werden - sie ist «taktgeregelt», wie es im Fachjargon heisst. Dies ist der Hauptgrund für die mässig gute Effizienz heutiger Luft/Wasser-Wärmepumpen. Die Forscher der Hochschule Luzern ’Technik & Architektur konnten im BFE-Projekt zeigen, dass die Energieeffizienz mit einer ausgeklügelten kontinuierlichen Leistungsregelung deutlich verbessert werden kann. Durch Veränderung der Drehzahl von Kompressor und Ventilator wird die von der Wärmepumpe erzeugte Heizleistung optimal an die für das Gebäude erforderliche Heizleistung angepasst. Dank dieser Leistungsregelung reduziert sich der Stromverbrauch der Wärmepumpe markant. «Tests haben gezeigt, dass unser leistungsgeregelter Prototyp zwischen 20 und 50 Prozent energieeffizienter ist als handelsübliche taktgeregelte Luft/Wasser- Wärmepumpen. Er ist damit ähnlich effizient wie typische Wärmepumpen mit Erdwärmesonden», sagt Beat Wellig, Leiter des Kompetenzzentrums Thermische Energiesysteme & Verfahrenstechnik der Hochschule Luzern. Gemeinsam mit seinem Team erarbeitete er im Rahmen des Projekts zudem einen allgemeingültigen Leitfaden für die Realisierung effizienter, betriebssicherer und wirtschaftlicher Luft/Wasser-Wärmepumpen mit kontinuierlicher Leistungsregelung. Mit dieser Regelung werden die Drehzahlen von Kompressor und Ventilator je nach Umgebungstemperatur und Heizbedarf des Gebäudes optimal eingestellt.

Deutsche Fachwelt in Horw zu Gast
Am 12. Juli 2011 führt der deutsche Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e.V. ein Pressemeeting an der Hochschule Luzern - Technik & Architektur durch. Begrüsst werden dürfen rund 50 Personen, unter anderem Vertreter der Industrie und Fachjournalisten. Aus erster Hand erfahren sie in Horw aktuelle Untersuchungsresultate des BFE-Projekts. Karl- Heinz Stawiarski, Geschäftsführer des BWP misst dem Projekt eine sehr grosse Bedeutung zu: «Die Ergebnisse sind phänomenal und zeigen einmal mehr, wie wichtig es ist, in die weitere Forschung dieser zukunftsweisenden Technologie zu investieren.» In Horw ebenfalls anwesend sind Vertreter des Bundesamts für Energie BFE, von der Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz FWS und von Industriepartnern.
Bild:
Auf diesem Prüfstand der Hochschule Luzern - Technik & Architektur wird der Prototyp der leistungsgeregelten Luft/Wasser-Wärmepumpe getestet (Bild Hochschule Luzern)
Kontakt für Medienschaffende Hochschule Luzern - Technik & Architektur
Beat Wellig, Leiter Kompetenzzentrum Thermische Energiesysteme & Verfahrenstechnik: + 41 41 349 32 57; beat.wellig [a] hslu (p) ch