Multi-WP

Um die Wärmewende bewerkstelligen zu können, sind lokal verfügbare, nicht-fossile Wärmequellen von hoher Bedeutung. Außenluft ist eine solche Wärmequelle, die überall vorhanden ist und bereits häufig für Wärmepumpen eingesetzt wird. Saisonale Speicherung bietet die Möglichkeit, zeitlich begrenzt verfügbare Wärmeressourcen besser nutzen zu können.

Beide Technologien können im Zusammenspiel voneinander profitieren: Luftwärmepumpen haben in den letzten Jahren hohe Marktsteigerungen erfahren, jedoch im Vergleich zu Wärmepumpen mit anderen Quellen meist geringere Effizienzkennzahlen (Jahresarbeitszahlen). Saisonspeicher benötigen zur langfristigen Stabilisierung der Temperatur Wärmequellen zur Regeneration (Wiedererwärmung).

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel dieses Projekts ist es, diese Situation maßgeblich zu verbessern, indem Luftwärmepumpen mit Erdwärmesonden als Großspeicher, sowohl zur saisonalen als auch zur kurzfristigen Lastverschiebung kombiniert werden, um Erzeugung und Verbrauch zeitlich zu entkoppeln. Die Luftwärmepumpen können dabei so betrieben werden, dass sie ab einer gewissen Außentemperatur oder bei PV-Nutzung auch je nach verfügbarer Solarausbeute arbeiten.

Die Auslegung der Wärmepumpen und Speicher ist ebenso wie die Steuerungslogik von hoher Bedeutung, um die benötigten Temperaturniveaus bereitstellen zu können und die Jahresarbeitszahl zu maximieren. Die technische Machbarkeit sowie die ökologische und ökonomische Sinnhaftigkeit hängen von einer Reihe von Faktoren wie Systemgröße, Klima, Nutzungsmischung, der Frage Neubau oder Sanierung, Wärmedichte etc. ab, welche im Projekt untersucht werden. Derartige Systeme sind noch nicht etabliert und Fragen der Einsatzbereiche sowie der Optimierung noch nicht gelöst – hier setzt das Projekt Multi-WP an.

Methodische Vorgehensweise

In diesem Projekt werden Multi-WP-Systeme – Luft-Wärmepumpen mit PV-Anlage und Saisonspeicher – für verschiedene Fallbeispiele (unterschiedlicher Energieverbrauch, Nutzungsmischung etc.) konzipiert und im Rahmen einer Variationsrechnung optimiert. Weiters wird bezüglich Effizienz/Arbeitszahl sowie ökonomischer und ökologischer Aspekte ein Vergleich mit Wärmepumpensystemen ohne Saisonspeicher durchgeführt (Luft mono-/bivalent, Grundwasser und Erdreich).

Bei Saisonspeichern kann eine zu hohe Wärmenachfrage zur Unterkühlung des Untergrundes führen; eine saisonal ausgeglichene Wärmebilanz ist essenziell. Aspekte wie Nutzungskonflikte, Lock-In-Effekte und Lärmbelastung durch Luftwärmepumpen werden anhand der Fallstudien behandelt. Die Projektergebnisse werden für politische Entscheidungsträger:innen, Wärmenetzbetreiber:innen und Bauträger:innen/ Bauherren aufbereitet und in diversen Beiträgen und Veranstaltungen disseminiert.

Erwartete Ergebnisse

Durch die Untersuchungen dieses Projektes wird das Ziel verfolgt, die Gesamteffizienz und die Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpensystemen durch Lastverschiebung zu verbessern. Darüber hinaus können damit unabhängig vom Standort lokal verfügbare Wärmequellen für die Wärmeerzeugung genutzt werden.

Luftwärmepumpen erschließt sich mit der Realisierung dieses Projektes ein weiteres Marktsegment, weg vom Fokus auf möglichst einfache und günstige Installation bei Sanierungsobjekten hin zu einem besonders effizienten Weg, Umweltwärme in Neubau- und Sanierungsgebieten zu nutzen. Die effiziente Erschließung der Wärmequelle Luft in Kombination mit Saisonspeichern erweitert die Möglichkeiten der Nutzung lokal verfügbarer, nicht-fossiler Ressourcen maßgeblich.

Auftraggeber:in	FFG, BMK
Projektleitung	Franz Zach
Projektpartner:in	Ochsner Process Energy Systems GmbH (OPES) Geologische Bundesanstalt (GBA)
Projektdauer	November 2021 bis April 2024