Miara / Karlsruhe / FIZ Karlsruhe, BINE Informationsdienst, Bonn Wärmepumpen

Heizen - Kühlen - Umweltenergie nutzen
1. Auflage 2013
ISBN: 978-3-8167-9047-1
Verlag: Fraunhofer IRB Verlag
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 166 Seiten

Reihe: BINE-Fachbuch

Heizanlagen mit Wärmepumpen nutzen Umgebungswärme oder Abwärme für die Wärmeversorgung von Gebäuden. Sorgfältig ausgelegte Anlagen können sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch gegenüber anderen Heizsystemen gut bestehen. Höhere Anschaffungskosten werden durch niedrigere Energie- und Betriebskosten ausgeglichen.
Das BINE-Fachbuch setzt den Schwerpunkt bei der Anlagentechnik und den Monitoringerfahrungen. Es richtet sich an Planer, Handwerker, Architekten und Bauherren im privaten Wohnungsbau.
Schwerpunkte:

• verschiedene Systeme und Kältemittel
• Ergebnisse internationaler Monitoringprojekte
• Zusammenwirken mit erneuerbaren Energien

Autoren/Hrsg.

Miara, Marek

Karlsruhe, FIZ

FIZ Karlsruhe, BINE Informationsdienst

Informationsdienst, BINE

Bonn,

Inhaltsverzeichnis

1;Impressum;5
2;Inhaltsverzeichnis;6
3;Vorwort ;10
4;1Wärmepumpen – ein effizienter Weg zur Behaglichkeit;12
5;2Thermodynamisches Heizen mit Wärmepumpen;14
5.1;2.1Geschichte;14
5.2;2.2Übersicht zur Marktsituation in verschiedenen Ländern und Zukunftsszenarien;15
5.2.1;2.2.1Allgemeine Trends ;16
5.2.2;2.2.2Charakteristik der Marktsituation in ausgewählten Ländern ;17
5.3;2.3Funktion der Wärmepumpe;18
5.3.1;2.3.1Der ideale Wärmepumpenprozess im log(p)-h-Diagramm;20
5.3.2;2.3.2Der ideale Wärmepumpenprozess im T-s-Diagramm;21
5.3.3;2.3.3Unterschied zwischen realem und idealem Wärmepumpenprozess;23
5.3.4;2.3.4Charakteristik der Wärmepumpe;24
5.4;2.4Effizienzkennzahlen;25
5.5;2.5Wärmepumpensysteme;28
5.5.1;2.5.1Verdichter, Expansionsventile und periphere Komponenten ;28
5.5.2;2.5.2Leistungsregelung ;36
5.5.3;2.5.3Möglichkeiten unterschiedlicher Fluidkreise (1-,.2-,.3-Kreis-Systeme);38
5.6;2.6Thermisch angetriebene Wärmepumpen ;40
5.7;2.7Großwärmepumpen;43
5.8;2.8Von Passivhausanwendung bis Altbausanierung – Lösungen für spezifische Anforderungen;46
5.8.1;2.8.1Neubau;46
5.8.2;2.8.2Altbau – Sanierung ;47
5.9;2.9Kältemittelauswahl ;49
5.9.1;2.9.1Die Entwicklung der Kältemittel – ein chronologischer Rückblick ;49
5.9.2;2.9.2Einteilung von Kältemitteln in Normen, Richtlinien und Vorschriften;51
5.9.3;2.9.3Bezeichnung von Kältemitteln und chemische Einteilung;52
5.9.4;2.9.4Zusammenfassung;56
6;3Wärmepumpenheizungen ;57
6.1;3.1Begriffe und Benennungen ;57
6.2;3.2Wärmequellen ;58
6.2.1;3.2.1Anforderungen und Auswahl ;58
6.2.2;3.2.2Wärmequelle Erdreich ;60
6.2.3;3.2.3Wärmequelle Grundwasser ;73
6.2.4;3.2.4Wärmequelle Außenluft;75
6.2.5;3.2.5Details zum Luftkühler/Verdampfer ;78
6.2.6;3.2.6Anwendungsgebiete von Außenluft-Wärmepumpen;78
6.2.7;3.2.7Wärmequelle Abluft ;78
6.3;3.3Schallproblematik und Lösungsvorschläge ;79
6.4;3.4Kombination der Wärmepumpen mit thermischen Solaranlagen ;81
6.4.1;3.4.1»Konventionelles« System ;81
6.4.2;3.4.2Solarwärme als Wärmequelle der Wärmepumpe ;82
6.4.3;3.4.3Solarwärme als Wärmequelle der Wärmepumpe – Anlagenbeispiele ;82
6.4.4;3.4.4Systembewertung ;84
6.5;3.5Wärmenutzungsanlage ;84
6.5.1;3.5.1Raumheizung;85
6.5.2;3.5.2Trinkwassererwärmung ;89
6.6;3.6Raumkühlung ;91
6.7;3.7Dimensionierung und Betriebsarten von Wärmepumpen ;92
6.7.1;3.7.1Dimensionierung der Wärmepumpe ;92
6.7.2;3.7.2Betriebsarten;94
6.7.3;3.7.3Dimensionierung, Betriebsart und Anteil an Heizarbeit;99
6.7.4;3.7.4Auslegungsbeispiele für monovalenten, bivalenten und monoenergetischen Betrieb;100
7;4Bewertung der Wärmepumpen;102
7.1;4.1Wirtschaftliche Bewertung;102
7.1.1;4.1.1Berechnung der Wärmegestehungskosten;102
7.1.2;4.1.2Annuitätenmethode ;103
7.1.3;4.1.3Kapitalgebundene Kosten ;103
7.1.4;4.1.4Verbrauchsgebundene Kosten;104
7.1.5;4.1.5Betriebsgebundene Kosten;105
7.1.6;4.1.6Sonstige Kosten;106
7.1.7;4.1.7Kostenvergleich verschiedener Heizungssysteme;106
7.2;4.2Energetische Bewertung;110
7.2.1;4.2.1Energieflussbilder und Primärenergieeinsparung;110
7.2.2;4.2.2Effizienz und Effektivität (warum die Arbeitszahlen nicht die ganze Wahrheit sagen) ;113
7.3;4.3Schadstoffemissionen und Treibhauseffekt;116
7.3.1;4.3.1Schadstoffemissionen ;116
7.3.2;4.3.2Treibhausgas-Emissionen ;117
7.3.3;4.3.3Einflüsse der Kältemittel ;120
8;5Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Monitoringprojekten;123
8.1;5.1Einführung – Bedeutung von Monitoringprojekten;123
8.2;5.2Vergleichbarkeit der Ergebnisse aus unterschiedlichen Monitoringprojekten;123
8.3;5.3Studien aus unterschiedlichen Ländern (Auszug) ;124
8.3.1;5.3.1Schweiz: Feldstudie FAWA ;124
8.3.2;5.3.2Großbritannien: »A field trial of heat pumps« ;124
8.3.3;5.3.3Europa: »SEPEMO-BUILD« ;125
8.3.4;5.3.4Deutschland: Monitoringprojekte des Fraunhofer ISE;126
8.4;5.4Best Practice ;130
9;6Wärmepumpen im Smart Grid – Wärmepumpe und PV;133
9.1;6.1Herausforderung Energiewende;133
9.2;6.2Vision Smart Grid & Smart Market;134
9.3;6.3Die Wärmepumpe im intelligenten Versorgungssystem;135
9.4;6.4Wärmepumpen und Photovoltaik;137
10;7Die Effizienz der eigenen Anlage testen;138
10.1;7.1Wärmemengenzähler;139
10.2;7.2Elektrozähler;139
10.3;7.3Anwendungsbeispiele;140
10.4;7.4Ermittlung der Arbeitszahl (AZ);141
10.5;7.5Weitere Hinweise;142
11;8Forschungsausblick ;143
11.1;8.1Übersicht zur Forschungsförderung von Wärmepumpen in Deutschland ;143
11.2;8.2Laufende und kürzlich abgeschlossene Forschungsvorhaben ;144
11.3;8.3Forschungsberichte ;149
12;9Liste der Normen und Richtlinien ;152
13;10Zitierte Literatur und Abbildungsverzeichnis;156
13.1;10.1Zitierte Literatur ;156
13.2;10.2Abbildungsverzeichnis;160
13.3;10.3BINE Informationsdienst;162
14;11Weiterführende Literatur;163
15;12Organisationen;165
16;13Autoren;166