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Wichtigkeit Arbeitszahl

 
...das passt zum Thema  
 Forum: Wärmepumpenheizung

 

Wie wichtig ist die Arbeits- bzw. Leistungszahl?

Bei einer WärmepumpeWärmepumpe
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.
drückt man den WirkungsgradWirkungsgrad
Der Wirkungsgrad stellt das Verhältnis von nutzbarer zu aufgewendeter Energie bzw. Arbeit oder Leistung dar. Bei Wärmeerzeugern, die Brennstoffe wie Öl, Gas, Holz oder Kohlen verbrennen, unterscheidet man: Feuerungswirkungsgrad, Normnutzungsgrad, Jahresnutzungsgrad. Bei Wärmepumpen wird der Wirkungsgrad mit der Leistungszahl ausgedrückt.
, also das Verhältnis des Nutzens zum Aufwand mit der sogenannten LeistungszahlLeistungszahl
Die Leistungszahl gibt das Verhältnis von abgegebener Heizleistung und zugeführter Antriebsleitung einer Wärmepumpe an. Die Leistungszahl ist ein Momentanwert und kann nur für einen bestimmten Betriebszustand angegeben werden. Für die Beurteilung der Effizienz und der Umweltbe- bzw. Entlastung ist die Arbeitszahl, noch besser die Jahresarbeitszahl aussagefähiger.
aus. Sie ist ein Qualitätsparameter und wird ermittelt nach DIN EN255. In Beschreibungen und Vergleichen wird die Leistungszahl ähnlich verwendet wie die Angabe des Wirkungsgrades bei Heizkesseln.

Die Leistungszahl ergibt sich, wenn man die abgegebene Heizwärmeleistung ins Verhältnis zur notwendigen Antriebsleistung für den VerdichterVerdichter
Der Verdichter ist Teil einer Wärmepumpe bzw. einer Maschine zur Verdichtung von Gasen (Kompressor). Bei Wärmepumpen wird das nach der Aufnahme von Umweltwärme gasförmige Arbeitsmedium zum Zwecke der Temperaturanhebung verdichtet. Dazu wird bei Wärmepumpen mit elektromotorischem Antrieb Elektroenergie, bei gasmotorischen Wärmepumpen Erdgas oder Flüssiggas benötigt. Ein einfacher Verdichter, bei dem die Temperaturerhöhung durch Verdichtung spürbar wird, ist eine Luftpumpe.
setzt.

Eine Leistungszahl von 4 bedeutet demnach, dass für 4 kW abgegebener HeizleistungHeizleistung
Die Heizleistung ist die von einem Wärmeerzeuger, Heizkörper oder einer Flächenheizung in einer bestimmten Zeit (z. B. einer Stunde) abgegebene nutzbare Heizwärme. Sie wird angegeben in Watt bzw. kW (kiloWatt). Die Heizleistung muss mindestens der Heizlast des Raumes, einer Gebäudezone bzw. des Gebäudes entsprechen. 
genau 1 kW Antriebsleistung notwendig ist.

Grundsätzlich ist die Leistungszahl umso größer, je geringer die Temperaturdifferenz zwischen Quelle, also der "kalten" Seite, und dem Ziel, also der "warmen" Seite, ist. Die Leistungszahl ist demnach keine Konstante und schwankt in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Quelle und Heizung. An besonders kalten Tagen, wo intensiver geheizt werden muss, wird der Temperaturunterschied größer. Infolgedessen sinkt die Leistungszahl.

Die Leistungszahl ist ein Momentwert und sagt daher noch nichts über die tatsächlichen Verhältnisse, über ein ganzes Jahr betrachtet, aus. Realer ist es, wenn JahresarbeitszahlenJahresarbeitszahl
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.
verglichen werden.

Wenn man die in einem Jahr abgegebene Heizwärme, ausgedrückt in kWhkWh
Eine kiloWattstunde = 1000 Wh (Wattstunde) = 3,6 MJ (MegaJoule) = 860 kcal. die kWh ist eine gebräuchliche Einheit für die Energie- oder Wärmemenge. Eine kWh Wärme entspricht der gleichen Energiemenge wie eine kWh Strom, allerdings in einer anderen Energieform. Wird Strom in Wärme umgewandelt, z. B. in einem Tauchsieder, wird aus einer kWh Strom genau eine kWh Wärme. Aus einer kWh Wärme kann man jedoch technisch gesehen gerade 0,3 kWh Strom erzeugen.
, durch die dafür benötigte elektrische Antriebsenergie in kWh (auf dem Zähler ablesbar) dividiert, erhält man die Jahresarbeitszahl. Sie beschreibt den Wirkungsgrad einer Wärmepumpe realer als die Leistungszahl, da die temperaturbedingten Schwankungen in der Leistungszahl kompensiert werden.

Da die elektrische Antriebsenergie auch in Wärme umgewandelt wird und demnach in die abgegebene Heizwärme mit eingeht, werden bei einer 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.
von 4 aus 1 kWh StromStrom
Strom ist der Fluss von Ladungsträgern in einem elektrischen Leiter. Durch einen eingeschalteten elektrischen Verbraucher, z.B. eine Glühlampe, fließt ein Strom. Der Strom wird angetrieben von der Spannung, die an den beiden Polen bzw. Kontakten des Verbrauchers anliegt. Die Höhe des Stromes (Stromstärke) ist abhängig von der Höhe der Spannung und des elektrischen Widerstandes des Leitungsnetzes und des elektrischen Verbrauchers.
und 3 kWh niedrig temperierter Umweltwärme 4 kWh nutzbare Heizwärme.

Praktisch kauft der Nutzer für die Beheizung seines Hauses also z. B. 5000 kWh Strom statt, wie bei einem Gas- oder Ölkessel, 2.000 Liter Heizöl oder etwa 2.000m3 ErdgasErdgas
Erdgas besteht überwiegend aus Methan (CH4). Infolge des hohen Anteils von Wasserstoffatomen (H) ist Erdgas besonders gut geeignet für die Brennwerttechnik und als Wasserstofflieferant für Brennstoffzellen.
Erdgas ist der emissionsärmste fossile Brennstoff. Bei der Verbrennung entsteht so gut wie kein Schwefeldioxid, Ruß oder Feinstaub.
(entspricht 20.000 kWh, siehe auch »› Heizwerte verschiedener Energieträger)

Beim Einsatz einer Wärmepumpe muss das Ziel darin bestehen eine Jahresarbeitszahl über 4 zu erreichen.

Zusatzinfo: Richtlinie VDI 4650 "Kurzverfahren zur Berechnung der Jahresarbeits- und Jahresheizzahlen von Wärmepumpenanlagen"

Hohe Leistungs- bzw. Arbeitszahlen erreicht man nicht automatisch mit dem Kauf eines hochwertigen Produktes. Dazu müssen eine Reihe von Voraussetzungen erfüllt sein. Wichtige Hinweise finden Sie dazu in: »› Rahmenbedingungen: Wie erreicht man hohe Arbeitszahlen?

Die mit einer Wärmepumpe erzeugte Wärmemenge darf nicht direkt mit der dafür aufgewendeten Strommenge verglichen werden. Strom ist ein hochwertiger Edelenergieträger mit einem hohen Erzeugeraufwand. Daher ist die Wärmepumpe nicht von vornherein "gut", sondern energetisch und ökologisch sehr differenziert zu bewerten. Lesen Sie dazu: »› Energetische Bewertung und Ökobilanz der Wärmepumpe

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»› Funktion, Anwendung, Einsatz, Auswahlkriterien, Hersteller...

siehe auch



© by f.nowotka | zuletzt geändert am: 09.03.2003 | 30884 x gelesen


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