Wärmepumpen in Bestands-Mehrfamilienhäusern unter Berücksichtigung des Gesamtenergiesystems

Entwicklung verschiedener Lösungsalternativen für einen effizienten Betrieb von Wärmepumpen in Bestands-Mehrfamilienhäusern unter Berücksichtigung des Gesamtenergiesystems und der Netzinfrastruktur

Wärmepumpen (WP) sind eine Schlüsseltechnologie für klimaneutrale Gebäude. Ihr Einbau in Mehrfamilienhäusern (MFH) ist eine besondere Herausforderung, da u.a. aufgrund der Hygiene hohe Temperaturen von 60°C für das Trinkwarmwasser (TWW) vorgeschrieben sind. Derzeit wird beim Einsatz von WP in MFH deshalb oft ein elektrischer Heizstab betrieben, um das TWW ausreichend zu erwärmen. Dies führt zu einer geringen Effizienz und wirkt sich durch einen hohen Strombedarf zu bestimmten Zeiten auf das Gesamtenergiesystem und das el. Verteilnetz aus. Eine gesonderte Betrachtung von WP in MFH im Kontext des Gesamtenergiesystems ist also unerlässlich. In diesem Projekt soll deshalb der Einfluss verschieden sanierter MFH mit WP auf das Gesamtenergiesystem untersucht werden. Ziel ist die Entwicklung einer Matrix mit Systemlösungen zur Erreichung von CO2-neutralen Bestands-MFH in einem effizienten Energiesystem. Die Lösungen unterscheiden sich in Abhängigkeit von gesetzlichen Randbedingungen in ihrer Wirtschaftlichkeit. Maßnahmen für Systemlösungen sind neben verschiedenen Dämmungen und WP-Leistungen, thermische Speicher verschiedener Kapazitäten sowie der Einsatz von PV-Anlagen verschiedener Leistungen. Es wird für ein mit WP ausgestattetes MFH eine Systemkonfiguration und Betriebsstrategie entwickelt. Anschließend werden die Auswirkungen auf die Verfügbarkeit von Strom und die el. Netze untersucht, wenn die Strategie in vielen MFH gleichzeitig umgesetzt wird. Daraus wird abgeleitet, wie der Einsatz von WP in MFH im Hinblick auf CO2-Neutralität und ein effizientes und wirtschaftliches Energiesystem gestaltet werden kann. Die Ergebnisse werden in Abhängigkeit der Kostenentwicklung von Dämmung, WP und Speichern dargestellt. In Abhängigkeit von Marktentwicklungen werden Regeln identifiziert, wann eine Sanierung in Kombination mit einer WP in Bestands-MFH wirtschaftlich von Vorteil ist.