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Holger Ruf, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für Energie- und Antriebstechnik der Hochschule Ulm mit Projektpartner und Projekthausbesitzer Patrick Kober von der Robert-Bosch-Schule Ulm. (v.l.n.r.) (Foto: Hochschule Ulm)

Projekthaus Ulm: Luft-Wärmepumpe mit PV-Strom günstigstes Heizsystem

Im „Projekthaus Ulm“, ein seit Anfang 2014 bewohnter Neubau eines KfW 70-Einfamilienhauses wurden das Zusammenspiel einer Luftwärmepumpe mit Direktkondensation, einer 9 kW PV-Anlage, einem 4 kWh Batteriespeicher, einer Pellet-Heizung und einer Lüftung mit Wärme- und Feuchterückgewinnung im Praxisbetrieb untersucht.

Die Steuerung schaltete die Wärmepumpe bevorzugt ein wenn viel Strom von der PV-Anlage zur Verfügung steht, d.h. die Wärme wird zu wirtschaftlichen Zeiten produziert. Anstelle des, in der Praxis häufig installierten, elektrischen Heizstabs stand der Pelletofen als weiterer unabhängiger Wärmeerzeuger zur Verfügung. Oberhalb einer festgelegten Abschalttemperatur erfolgte die Wärmebereitstellung ausschließlich über die Luftwärmepumpe. Unterhalb der Abschalttemperatur wurde der Pelletofen betrieben, der die gesamte Heizwärme bereitstellen konnte. Das bedeutete, an kalten Tagen wird die Luftwärmepumpe nicht betrieben.

Im „Projekthaus Ulm“ wurden sieben verschiedene Varianten von Gebäudeheizungen untersucht. Dazu zählen die reinen Heizsysteme Luft-Wärmepumpe, Pelletheizung, Fernwärme, Gasheizung, Ölheizung, sowie die Kombination einer Luft-Wärmepumpe mit PV-Anlage und die Kombination der Luft-Wärmepumpe mit PV-Anlage und einem Pelletofen. Dabei wurden 40% des Strombedarfs der Wärmepumpe durch die PV-Anlage gedeckt.

Auf Basis der im Ulmer Projekthaus gemessenen Daten wurden die Kosten von verschiedenen Heizungssystemen für moderne Einfamilienhäuser wurden über einen Zeitraum von 20 Jahren simuliert. Die Ergebnisse der Prognose zeigten die geringsten Gestehungskosten für Luft-Wärmepumpen mit anteiligem Strom aus Photovoltaik- Anlagen. Die höheren jährlichen externen Brennstoffkosten (Strom) wurden durch geringere Investitions- und Instandhaltungskosten kompensiert.

Bei den angenommenen Kosten und Preisentwicklungen ließen sich mit der Kombination von Luft-Wärmepumpen und Photovoltaik-Anlagen fast 20.000 € gegenüber einer Ölheizung einsparen. Die Kombination aus Luft-Wärmepumpe, PV-Anlage und einem Pelletofen, wie sie im Projekthaus Ulm verbaut ist, verursachte zusätzliche Kosten, bot jedoch auch eine höhere Versorgungssicherheit.

Steckbrief
Projektnummer: 2173
Objekt: KfW 70-Einfamilienhaus
Ort: Ulm
Beteiligte Unternehmen: Hochschule Ulm, Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH, Technische Universität München, Robert-Bosch-Schule Ulm
Hersteller: Bartl-Wärmepumpen
Baujahr: 2014
Quelle: Projekthaus Ulm

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