Energetische Bewertung von Wärmepumpen-Anlagen mit Erdkollektoren in Sandwichanordnung

摘要

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsvorhabens „+EINS" wurde der Ludmilla Wohnpark Landshut beim Bau mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Erdeisspeicher" fanden weiterführende Auswertungen der Messdaten statt. Das Quartier besteht aus acht Mehrfamilienhäusern und 13 Einfamilienhäusern. Jedes Einfamilienhaus ist mit einem Wärmepumpen-Kompaktgerät mit integrierter Wohnraumbelüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ausgestattet. Als Wärmequellenanlage dienen Erdkollektoren, die aufgrund der engen Platzverhältnisse bzw. der kleinen Grundstücksflächen zum großen Teil in Sandwichbauweise übereinander im Erdreich angeordnet sind. Die sehr klein ausgelegten Erdkollektoren finden auf der knappen Gartenfläche eines jeden Einfamilienhauses der Siedlung Platz. Das Monitoring gibt mittels einer rein energetischen Betrachtung der Wärmepumpenanlagen Auskunft darüber geben, ob erdgekoppelte Wärmepumpen mit Flächenkollektoren auf kleinsten Flächen im Urbanen Raum Anwendung finden und energieeffizient betrieben werden können. Im Zeitraum 2012 und 2013 wurden die Wärmepumpenanlagen mit einer durchschnittlichen Jahresarbeitszahl 0 von 3,85 betrieben. Durch die Sandwichbauweise der Kollektoren wird bezogen auf die genutzte Gartenfläche eine mittlere spezifische Entzugsleistung von 57 W/m~2a erreicht. Der Flächenbedarf für die Kollektoren liegt im Bereich von 7,5 bis 15 m~2 Gartenfläche pro kW Heizleistung. Mittels der Messdaten von 2012 bis 2016 kann gezeigt werden, dass sich die Jahresarbeitszahlen über die Jahre nicht verschlechtern und das Erdreich im Sommer stets vollständig regeneriert wird. Der Einsatz von Wärmepumpen mit Erdkollektoren ist somit auch im städtischen Raum für Einfamilien- oder Reihenhäuser mit kleinen Gärten denkbar.