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Arbeitszahlen

 
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 Forum: Wärmepumpenheizung

 

Wie erreicht man hohe Arbeitszahlen?

Niedrige VorlauftemperaturVorlauftemperatur
Mit Vorlauftemperatur bezeichnet man die Temperatur des zum Heizkörper hinfließenden Heizungswasser. Sie liegt je nach Außentemperatur bei außentemperaturgeführten Heizungsregelungen zwischen 35 und 70°C. Anlagen mit reinen Flächenheizungen (Fußboden-, Wandheizungen) kommen mit 25 bis 40°C aus. Bei Heizungsanlagen ohne Heizungsmischer ist die Vorlauftemperatur gleich der Temperatur des Kesselwassers.
des Heizwassers

Für alle WärmepumpenWärmepumpe
Die Wärmepumpe als Heizgerät nimmt auf der Eingangseite Wärme mit geringer Temperatur auf und gibt Wärme mit höherer Temperatur auf der Heizungsseite wieder ab. Ein Arbeitsmittel verdampft infolge der Aufnahme von Umweltwärme (Luft, Erdreich, Wasser). Das leicht erwärmte gasförmige Arbeitsmittel wird durch einen Kompressor komprimiert, wodurch es eine höhere Temperatur bekommt. Das in dieser Weise stark erwärmte Arbeitsmittel kann die Wärme an das Heizungswasser übertragen, kühlt sich dabei ab und wird erneut in den Kreislauf geschickt.
gilt generell: Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Quelle und Heizwasser ist, umso höher liegt die ArbeitszahlArbeitszahl
Die Arbeitszahl wird aus dem Verhältnis zwischen abgegebener Wärme und zugeführter Antriebsenergie über einen bestimmten Zeitraum errechnet. Da die Arbeitszahl Ausdruck der Effizienz einer Wärmepumpe ist, sollte sie möglichst hoch sein. Die in der Praxis meist schlechteren Betriebsverhältnisse als im Prüfstand führen dazu, dass die erreichbare Arbeitszahl kleiner ist als die im Prospekt angegebene Leistungszahl, die auf einen optimalen Arbeitspunkt bezogen ist.
. Bei der Planung muss also bedacht werden, dass nur die konsequente Anwendung von FlächenheizungenFlächenheizung
Bei einer Flächenheizung sind Heizungswasser führende Rohrleitungen im Fußboden (Fußbodenheizung), der Wand (Wandheizung) oder der Decke (Deckenheizung) verlegt. Durch große wärmeübetragende Fläche kann mit niedrigen Heizwassertemperaturen geheizt werden, was Vorteile für die Brennstoffausnutzung ergibt. Durchgängig eingesetzte Flächenheizung sind auch Voraussetzung für den effektiven Einsatz von Wärmepumpe(n) oder Solarheizsystemen (solare Heizungsunterstützung). Flächenheizungen haben bei richtiger Dimensionierung einen hohen Behaglichkeitswert. Die Konvektionsleistung ist gering.
(Fußboden- oder Wandheizung) mit niedrigen Vorlauftemperaturen eine akzeptable EffizienzEffizienz
Mit der Effizienz charakterisiert man in der Heizungstechnik die Wirksamkeit, oder besser den Wirkungsgrad eines Kessels, mit dem ein Brennstoff in nutzbare Wärme umgewandelt wird.
von Wärmepumpen sichern kann. Heizanlagen mit normalen Radiatoren gleich welcher Art eignen sich grundsätzlich nicht für die Wärmepumpe. Das gilt auch für Mischheizungen mit teilweiser Fußbodenheizung und teilweiser Radiatorenbestückung.

Hohe konstante QuellentemperaturQuellentemperatur
Mit Quellentemperatur bezeichnet man die Temperatur der Wärmequelle, die für die Heizwärmebereitstellung durch eine Wärmepumpe genutzt werden kann. Das ist also z.B. die Temperatur des Wassers, der Luft oder des Erdreiches aus der bzw. dem die Wärme entzogen wird. Um eine hohe Arbeitszahl zu erzielen, sollte die durchschnittliche Quellentemperatur (übers Jahrn gesehen) möglichst hoch sein.

Die Temperatur der Quelle sollte ein möglichst hohes und konstantes Niveau besitzen. Außerdem muss die EnergieEnergie
Energie ist die Fähigkeit eines Energieträgers eine physikalische Arbeit zu verrichten. Sie kann die Wohnung oder Wasser erwärmen, Licht erzeugen, einen Motor drehen, einen Zug bewegen usw.. Angegeben wird die Energiemenge in kWh oder Joule.
der Quelle ausreichend verfügbar sein (Fließwasser!). Gute Ergebnisse kann man daher bei der Nutzung der Umweltwärme aus Grundwasser und beim Einsatz von ErdsondenErdsonde
Als Erdsonden bezeichnet man 30 bis 99 m tiefe senkrechte Bohrungen von 10 bis 14 cm Durchmesser im Erdreich, in die gewendelte Kunststoffrohre eingebracht sind. Die Bohrung ist mit einem gut wärmeleitenden, betonähnlichen Material verfüllt. Diese "Pfähle" nehmen die Erdwärme des umgebenden Erdreiches auf, die dann von einer Wärmepumpe auf eine höhere Nutztemperatur gebracht werden muss.
erzielen. Weniger Gleichmäßigkeit der Quellentemperatur erzielt man mit Erdreichkollektoren, besonders bei einer Verlegung in geringer Tiefe. Hier ist der Einfluss der Lufttemperatur und der Sonneneinstrahlung in den oberen Erdschichten bis etwa 2 m deutlich. Auf überwiegend zu tiefe Quellentemperaturen geringer Konstanz treffen LuftkollektorenLuftkollektor
Luftkollektoren sind Wärmesammler, die die Wärme der Solarstrahlung an vorbei strömende Luft weitergeben. Im einfachsten Fall wird dazu ein Luftkanal einseitig mit einer Glasscheibe abgedeckt und so ausgerichtet, dass die Sonne möglichst senkrecht auf die Verglasung scheint.
, die die Umweltwärme direkt der Außenluft entziehen. Diese Systeme eignen sich im allgemeinen nicht für eine Vollheizung (monovalenter Betrieb), da an kalten Wintertagen infolge niedriger Quellentemperatur die notwendige Wärmeleistung nicht erreicht wird.

Geringer WärmebedarfWärmebedarf
Der Wärmebedarf ist jene Nettowärmemenge in kWh, die zur Beheizung eines Raumes bzw. eines Gebäudes oder/und zur Warmwasserbereitung benötigt wird. Der Wärmebedarf ergibt sich aus dem Produkt der Heizlast und der Zeitdauer der Beheizung. Der Wärmebedarf für die Raumheizung setzt sich aus dem Transmissionswärmebedarf und dem Lüftungswärmebedarf zusammen.
des Hauses

Ein geringer Wärmebedarf des zu beheizenden GebäudesGebäude
Gebäude im Sinne der Energieeinsparverordnung sind bauliche Objekte mit mindestens einem eigenen Aufgang und einer Begrenzung des Volumens durch die wärmübertragende Umfassungsfläche.
ist eine weitere Voraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb einer Wärmepumpe. Häuser mit kleinen WohnflächenWohnfläche
Die Wohnfläche kann nach § 44 Abs. 1 der für den preisgebundenen Wohnraum geltenden II. Berechnungsverordnung ermittelt werden. Sie bezieht nur die wirklich innerhalb der Wohnung genutzten Flächen ein und ist in der Regel kleiner als die nach physikalischen Gesichtspunkten ausgerechnete Gebäudenutzfläche im Sinne der EnergieEinsparVerordnung.
und Reihenhäuser, vor allem aber Gebäude mit sehr guter WärmedämmungWärmedämmung
Eine Wärmedämmung mindert den Wärmestrom von der warmen zur kälteren Seite eines Bauteiles. Dazu werden Stoffe mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit (Wärmedämmstoff) als Schicht zwischen Warm und Kalt eingebracht. Eine sehr gute Wärmedämmung wird mit einem Vakuum erzielt (Thermoskanne). Auch ruhende Luft dämmt den Wärmefluss sehr gut. Um eine hohe Wärmedämmwirkung zu erzielen, dürfen Wärmedämmstoff(e) nicht durchströmt werden und eine bestimmte Einbaudicke nicht unterschreiten.
können, wenn auch einige andere Faktoren stimmen, einen energieeffizienten Betrieb der Wärmepumpe ermöglichen.

Geringer Anteil der Warmwasserbereitung

Der Anteil der Warmwasserbereitung am Gesamtwärmebedarf sollte möglichst klein sein (ältere und wenige Personen). Ein hoher Anteil verschlechtert die JahresarbeitszahlJahresarbeitszahl
Die Größe der Jahresarbeitszahl ist ein wichtiges Kriterium für die Beurteilung der Effizienz von Heizungsanlagen mit Wärmepumpen. Sie gibt das Verhältnis aus der jährlichen abgegebenen Wärmemenge für Raumheizung und Warmwasserbereitung in kWh und der dafür benötigten elektrischen Antriebsenergie in kWh an. Die exakte Kenntnis der Jahresarbeitszahl wäre für Entscheidungsprozesse aussagefähiger als die in Prospekten angegebene Leistungszahl oder COP, jedoch ist die Jahresarbeitszahl nur im Betrieb bestimmbar.
wegen der relativ hohen Zieltemperatur. Wenn nicht anders möglich, dann einen großen Speicher wählen und niedrige Speichertemperatur einstellen (45 °C).



© by f.nowotka | zuletzt geändert am: 09.03.2003 | 33052 x gelesen


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