Wärmepumpen für Radiatorheizungen Nutzung, Anlagetechnik, Anwendungen

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1 FWS Tagung WP/EWS-Technik up date 2012 Wärmepumpen für Radiatorheizungen Nutzung, Anlagetechnik, Anwendungen Daniel Murer Leiter Product Management Alpha-InnoTec Schweiz AG 13. November 2012/ MUD

2 Inhalt 1. Ziel 2. Einleitung 3. Nutzen einer Wärmepumpe 4. Anlagetechnik Gebäude 5. Anlagetechnik Heizung 6. Anwendungen 7. Zusammenfassung

3 Ziel von diesem Kurzvortrag Was muss man wissen, berücksichtigen bei der Kombination Wärmepumpe mit Radiatorenheizung und was kann wo optimiert werden.

4 Einleitung Neuanlagen: Die meisten Kantone haben in der Energieverordnung festgelegt, das bei Neuanlagen bzw. wenn die Wärmeverteilung angepasst wird, Heizkörper mit max. 50 C betrieben werden dürfen.

5 Einleitung Altanlagen: Bei Altanlagen, wo eine Wärmepumpe zum Einsatz kommt, muss bekannt sein, mit welchen Temperaturen die Wärmeverteilung betrieben werden.

6 Einleitung Heizkurve:

7 Einleitung Effizienz einer Wärmepumpe: Je höhere Temperaturen eine Wärmepumpe produzieren muss, desto mehr Strom verbraucht Sie bei gleichbleibender Wärmequellentemperatur.

8 Einleitung COP Luft-Wasser Wärmepumpe Typ: LWD 50

9 Inhalt 1. Ziel 2. Einleitung 3. Nutzen einer Wärmepumpe 4. Anlagetechnik Gebäude 5. Anlagetechnik Heizung 6. Anwendungen 7. Zusammenfassung

10 Nutzen CO2 Bilanz: Beispiel bei Oelverbrauch 4000lt/a Oel: 12.5 Tonnen (Quelle: GEMIS Version 4.2) Strom CHmix: 5.0 Tonnen (Quelle: BAFU Jahr 2009) Strom EUmix: 18.0 Tonnen (Quelle HyCentA 2009) Je nach JAZ der WP reduziert sich der CO2 Ausstoss Strom um Faktor

11 Nutzen Arbeitszahl nach Carnot: Temp. Hoch (Temp. Hoch Temp. Tief) = Arbeitszahl In der Anwendung müssen absolute Temperaturen in Kelvin eingesetzt werden 0 C = 273 Kelvin

12 Nutzen Beispiel: Betriebspunkt Fussbodenheizung A7/W30 A7/W30 303K (303K 280K) = 13.2

13 Nutzen Beispiel: Betriebspunkt Radiatorenheizung A7/W45 A7/W45 318K (318K 280K) = 8.4 Fazit: 15K tieferen Vorlauf = +36% (Arbeitszahl) => -1K ca. 2.4% tieferen Stromverbrauch (Dieses Beispiel stimmt auch +/- in der Praxis)

14 Inhalt 1. Ziel 2. Einleitung 3. Nutzen einer Wärmepumpe 4. Anlagetechnik Gebäude 5. Anlagetechnik Heizung 6. Anwendungen 7. Zusammenfassung

15 Anlagentechnik Gebäude Annahme: Das Gebäude wird gedämmt und der Verbrauch um 50% gesenkt

16 Anlagentechnik Gebäude Wärmeabgabe Radiatoren: Heizkörperexponent 1.3 Leistung VL75/RL65/RT Watt Leistung 60/50/ Watt Leistung 50/40/ Watt (-35%) Leistung 46/36/ Watt (- 49%) VL -14K = WP ca. 1/3 höhere Jahresarbeitszahl

17 Anlagentechnik Gebäude Ohne Gebäudesanierung Mit Gebäudesanierung -50% Ausgangslage Primärenergie kwh/a kwh/a Sanierung Gebäudehülle (-50%) kwh/a Einsparung durch Wegfall der Abgasverluste kwh/a inkl. Neuer Energiebedarf WP kwh/a kwh/a Stromverbrauch WP Mit JAZ 2.2 Reduktion Heizkurve um 15K Neu mit JAZ kwh/a 9100 kwh/a 6900 kwh/a Stromverbrauch kwh/a 6900 kwh/a Einsparung Primärenergie 60% 83%

18 Inhalt 1. Ziel 2. Einleitung 3. Nutzen einer Wärmepumpe 4. Anlagetechnik Gebäude 5. Anlagetechnik Heizung 6. Anwendungen 7. Zusammenfassung

19 Anlagentechnik Heizung Heizkurve: Rad 60 C Rad 45 C FBH 35 C

20 Anlagentechnik Heizung Ursprungszustand 1975

21 Anlagentechnik Heizung

22 Anlagentechnik Heizung Dieser Raum profitiert nur wenig der ausgeführten Optimierungen an der Gebäudehülle, da dieser Raum z.b. immer noch den gleichen Energieverlust zum Keller bzw. zum Treppenhaus hat.

23 Anlagentechnik Heizung Grundprinzip Wärmepumpe: - einfache hydraulische Schaltungen - klare Betriebszustände - keine Exergieverluste - Pufferpeicher vernünftig gross - grosse Tauscherfläche für Warmwasser

24 Anlagentechnik Heizung Grundprinzip rund um die Wärmepumpe: - sauberer Abgleich der Wärmeverteilung - für die Einstellungen an der Wärmepumpe Vorgaben dem Servicetechniker abgeben - Anweisungen was der Endkunde wie verstellen darf und was er nicht machen soll - Nachkontrolle nach dem 1. Betriebsjahr

25 Inhalt 1. Ziel 2. Einleitung 3. Nutzen einer Wärmepumpe 4. Anlagetechnik Gebäude 5. Anlagetechnik Heizung 6. Anwendungen 7. Zusammenfassung

26 Anlagentechnik Heizung Gutes Beispiel: Klare Betriebszustände Keine Exergieverluste Grosse Registerfläche = Leistung x 0.3 bei A25; B10;W10 / VL50

27 Anlagentechnik Schlechtes Beispiel: Keine klaren Betriebszustände Heizung + Warmwasser sind vermischt kleine Registerfläche Exergieverluste

28 Anwendungen

29 Anwendungen

30 Anwendungen

31 Anwendungen

32 Anwendungen

33 Anwendungen so bitte nicht!!!! Energievernichtung für Frostschutzsicherung Sinnlos komplizierte Schaltung Nutzung Solar durch Hydraulik eingeschränkt Elektroheizung nicht nur für BWW Exergieverluste

34 Anwendungen

35 Inhalt 1. Ziel 2. Einleitung 3. Nutzen einer Wärmepumpe 4. Anlagetechnik Gebäude 5. Anlagetechnik Heizung 6. Anwendungen 7. Zusammenfassung

36 Zusammenfassung - Energie welche man nicht braucht ist die günstigste Energie - Bei einer WP, ein Verdichter der nicht läuft, spart am meisten Energie - Je tiefere Vorlauftemperatur die WP produzieren muss, desto besser die JAZ - Eine Gebäudesanierung zusammen mit einer Anpassung der Wärmeverteilung senkt die Betriebstemperaturen am meisten. - Wärmepumpen können bei einem guten Konzept und Planung gut mit Radiatoren betrieben werden.

37 Zusammenfassung Wenn alles optimal umgesetzt wird, sinkt der Energieverbrauch, die Betriebstemperaturen können reduziert und der Primärenergiebedarf kann markant gesenkt werden. Viel Spass bei der Umsetzung Besten Dank

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