Die Ergebnisse zeigen Jahresarbeitszahlen (JAZ) zwischen 2,6 und 5,4. Damit arbeiten die Geräte deutlich effizienter als in einem Vorgängerprojekt aus dem Jahr 2019. Luft/Wasser-Wärmepumpen erreichten im Mittel eine JAZ von 3,4 – sie erzeugen also aus einer Einheit Strom 3,4 Einheiten Wärme, erdgekoppelte Anlagen kamen auf 4,3. Eine Abhängigkeit zwischen dem Baujahr der Gebäude und der Effizienz der Wärmepumpe ließ sich laut Fraunhofer ISE nicht feststellen.
Deutliche CO₂-Einsparungen
Auch bei den Treibhausgasemissionen zeigen sich deutliche Vorteile: Unter Berücksichtigung zeitvariabler Faktoren lagen die CO₂-Emissionen der untersuchten Wärmepumpen im Jahr 2024 um durchschnittlich 64 Prozent unter denen von Erdgasheizungen. Mit der statischen Methode betrug die Einsparung 68 Prozent.
„Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass Wärmepumpen auch in älteren Gebäuden effizient betrieben werden können und klimaschonend heizen, ohne dass die Häuser auf Neubaustandard saniert werden müssen“, sagt Danny Günther, Teamleiter „Wärmepumpen und Transformation Gebäudebestand“ am Fraunhofer ISE. Gleichzeitig habe die Untersuchung aber auch Verbesserungspotenziale aufgezeigt.
Optimierungsbedarf bei Planung und Betrieb
Bei vielen untersuchten Anlagen stellten die Forschenden Planungs- oder Installationsfehler fest. Dazu zählen überdimensionierte Wärmepumpen, zu hohe Schalthäufigkeiten oder unzureichende Temperaturschichtung in Kombispeichern, was zu unnötig hohen Vorlauftemperaturen führte. Auf Basis der Messdaten hat das Fraunhofer-Team eine Prozessmatrix erstellt, die Qualitätsdefizite in den Phasen Planung, Installation und Inbetriebnahme dokumentiert und Möglichkeiten zur Optimierung aufzeigt.
Auch akustische Aspekte wurden in die Untersuchung einbezogen. Langzeitmessungen an fünf Luft/Wasser-Wärmepumpen ergaben, dass der Betrieb in zwei Fällen kaum Einfluss auf das Schallumfeld hatte, in drei weiteren Gebäuden aber zeitweise erhöhte Nachtimmissionen auftraten – diese blieben jedoch unterhalb des allgemeinen Umgebungslärms.
Kombination mit PV bringt weitere Vorteile
Zusätzlich untersuchte das Fraunhofer ISE, wie sich Wärmepumpen mit Photovoltaikanlagen kombinieren lassen. Gebäude ohne Batteriespeicher erreichten dabei Autarkiegrade zwischen 25 und 40 Prozent, mit Batteriespeicher zwischen 32 und 62 Prozent. Auch der Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms stieg durch die Kombination deutlich.
Im untersuchten Anlagenpool wurden 61 Luft/Wasser- und 16 Erdreichwärmepumpen in Gebäuden aus den Jahren 1826 bis 2001 erfasst. Die beheizte Fläche lag im Schnitt bei 170 Quadratmetern. Rund die Hälfte der vor 1977 errichteten Gebäude war nachträglich gedämmt – ein höherer Anteil als im bundesweiten Durchschnitt.