Wärmepumpen. Ressortleiter Qualität und Wärmepumpendoktor Mail: Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz, FWS

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1 Wärmepumpen für Heizung und Warmwasserbereitung Peter Hubacher, dipl. Ing. HTL/ HLK Ressortleiter Qualität und Wärmepumpendoktor Mail: Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz, FWS Hubacher Engineering, CH-9032 Engelburg Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

2 Gefahr für globales Ökosystem Heute in der Zeitung gelesen: Es müssen nun aktive Anstrengungen erfolgen, um den Trend der Klimaerwärmungnoch stoppen zu können. Eine Antwort darauf ist der Einsatz von Wärmepumpen Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

3 Vergleich Energie-Effizienz zwischen Heizkessel und Wärmepumpen Heizkesselanlage (Bestand) Übertragung ~ 2 % Wärmepumpenanlage (SW-WP, COP=4.0) Input 138 % Heizöl EL Wärme 100 % 38 % Verluste Elektro 27% * * in CH 62% aus Wasserkraft Elektro 25% 1 Teil Umwelt 75 % 3 Teile Wärme 100 % 4 Teile Bei der Wärmeerzeugung mit Wärmepumpen kann der Endenergieeinsatz um Faktor 5 reduziert werden! Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

4 Wahl der richtigen Wärmequelle Aussenluft und Oberflächengewässer sind im Winter, wenn deren Nutzung intensiv ist, weniger interessant Tem peratur [ C] Quellentemperaturen Erdreich in 1m Tiefe mittlere Aussenluft Grundwasser Oberflächenwasser Erdreich in 100m Tiefe Monate (Jan - Dez) Quellentemperaturen variieren je nach Art stark, es lohnt sich deshalb in der Planungsphase genau zu evaluieren. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

5 Energiegewinnung aus der Umwelt Die Erde ist im Innern sehr warm. Trotzdem kommt die Wärme, die in der Erdwärmesonde aus dem Erdreich gewonnen wird, in erster als Sonnenenergie oder auch Regenwasser von oben. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

6 Energiequelle Erdreich Erdwärmesonden Abstand bei EFH > 7 Meter > 5 Meter mit Kühlung Die richtige Dimensionierung, die Platzierung und Abstände von Erdwärmesonden sind von zentraler Bedeutung für einen problemlosen und effizienten Betrieb von Sole- Wasser-Wärmepumpen. Zudem besteht nebst Heizen die Möglichkeit der passiven Kühlung (Achtung kürzere Sonden haben bessere Kühlwirkung). Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

7 Gegenseitige Beeinflussung von Erdwärmesonden 120 m 114 m 117 m 115 m 109 m 110 m 105 m 99 m 103 m 1 EWS 2 EWS 3 EWS 4 EWS 2x2 EWS 100 m 95 m 90 m Länge Annahmen: Abstand 5 m Betriebsstunden 1850 h/a Geologie Molasse Standort Mittelland Entzugsleistung 3.9 kw/ews Auslegetemperatur 0/-3ºC Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

8 Wie werden die Erdwärmesonden erstellt? Die Baustelle wird mit einem Bohrgerät, einem Lagerplatz für Bohrgestänge und einer Schlamm-Mulde bestückt. Pro Bohrung 1-2 Tage Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

9 Wie sieht so eine Heizzentrale aus? In der Heizzentrale steht eine Wärmepumpe, einem Pufferspeicher und zwei Warmwasserboiler, sowie diversen Leitungen, etc. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

10 Eine Heizzentrale für ein MFH Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

11 Akustik bei Luft/Wasser-Wärmepumpen Die Schallproblematik sollte unbedingt vor Beginn der Arbeiten genau abgeklärt und gelöst sein, keine Experimente eingehen. Es gibt bereits eine grössere Auswahl von Wärmepumpengeräten, welche auch aus der Sicht der Lärmbelastung gut dastehen. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

12 Anlagendisposition Inneneinheit mit Kondensator, Kompressor und Regelung Ausseneinheit mit Ventilator und Verdampfer Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

13 Temperaturhub Wärmepumpe Je kleiner der Temperaturhub desto besser die Effizienz Je einfacher das Gesamtsystem, desto besser ist die Betriebssicherheit Die richtige Dimensionierung ist ebenso wichtig für eine gute Effizienz COP [-] Einfluss des Temperaturhubs M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 Temperaturhub [K] Planungsziel: Eine optimale Wärmequelle mit möglichst hohem Temperaturniveau und auf der Senkenseite tiefe Heiztemperaturen. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

14 Wärmepumpenboiler für Warmwasserbereitung Vergleich Arbeitszahlen für mittlere Tagesproduktion Elektro Arbeitszahl [-] Diverse Modelle Wärmepumpenboiler Elektroboiler Produzierte Warmwassermenge [l/d] Der tägliche Warmwasserverbrauch hat auf die Effizienz einen Einfluss. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

15 Wärmepumpenboiler für Warmwasserbereitung Raumtemperatur [ C] Anlage 1324 Raumtemperaturen Die Raumtemperatur im Kellerraum, wo der Wärmepumpenboiler aufgestellt wird, sinkt nicht stark ab und erholt sich sehr rasch wieder. Mit einem Wärmepumpenboiler wird die Raumluft gleichzeitig entfeuchtet. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

16 Betriebssicherheit von Wärmepumpen Diese hohe Verfügbarkeit bestätigt, dass Wärmepumpenanlagen sehr zuverlässig sind. Feldanalyse an Kleinwärmepumpen Langzeitprojekt des Bundesamts für Energie BFE, 3003 Bern Datenauswertung Juni 2015 Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

17 Heizleitungen in Kellerräumen Unnötige Energieverluste durch unisolierte Leitungen sind zu vermeiden, denn die Jahresarbeitszahl wird negativ beeinflusst. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

18 Disposition und Aufstellung Bei der Planung von Luftansaug-und -ausblasöffnungen, sowie bei der Aufstellung von Aussengeräten auch an die Folgen denken. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

19 Inhalt des WP-System-Moduls Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

20 Anerkannte Zertifikate Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November

21 Zusammenfassung 1. Die Wärmepumpenheizung ist kein einfaches System, es braucht Fachleute und Installationsfirmen, die entsprechend ausgebildet sind. 2. Jede installierte Wärmepumpe bringt einen Anteil zur Lösung der Klimaerwärmung. 3. Mit Wärmepumpen ist eine wichtige Komponente der Energiestrategie 2050 (BFE). 4. Die richtige Wahl und optimale Dimensionierung der Wärmequelle, sowie eine möglichst tiefe Heiztemperatur, sind die wichtigsten Voraussetzungen für eine gute Effizienz der Wärmepumpe. 5. Luft/Wasser-Wärmepumpen sind auch gute Wärmeerzeugungssysteme. Die schlechtere Arbeitszahl wird wirtschaftlich betrachtet weitgehend durch günstigere Investition kompensiert. Jedoch muss auf die Schallausbreitung geachtet werden. 6. Mit dem Wärmepumpen System Modul wird ein neuer Standard gesetzt, welcher dem Endkunden zusätzliche Sicherheit gibt, dass er eine gute Anlage erhält. Die Wärmepumpe ist die optimale Lösung für die Wärmeerzeugung und hat eine gute Zukunft. Öffentlicher Informationsanlass vom 11. November