Entwicklung und experimentelle Analyse eines Mehrquellen-Wärmepumpensystems aus Erdreich und Außenluft

Für die Eindämmung des anthropogenen Klimawandels müssen die Treibhausgasemissionen auch im Gebäudesektor reduziert werden. Bei der Umstellung der heute fossil dominierten Wärmeerzeugung kommt Wärmepumpen eine zentrale Rolle zu. Während die Technik im Neubau inzwischen etabliert ist, bestehen Hürden für den Gebäudebestand. In bestehenden Mehrfamilienhäusern sind vergleichsweise hohe Senkentemperaturen und die Wärmequellenverfügbarkeit im urbanen Raum herausfordernd.

Als Lösungsansatz der quellenseitigen Hemmnisse wird mittels modellbasierten Entwurfs der Prototyp eines Mehrquellen-Wärmepumpensystems aus Erdreich und Außenluft entwickelt. Das Ziel ist maximale Effizienz bei nachhaltiger Belastung des teillastdimensionierten Erdreichs. Hierfür wird eine fallspezifische Simulationsstudie zur Analyse der Jahresarbeitszahl und der CO2 -Vermeidungskosten bei variierenden Systemvarianten und Wärmequellendimensionen durchgeführt. Für den Proof of Concept wird ein Prototyp des Wärmepumpensystems in einem teilmodernisierten Mehrfamilienhaus aus den 1960er Jahren installiert und über den Zeitraum eines Jahres messtechnisch analysiert.