Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich

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1 Institut für Gebäude- und Solartechnik Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch Mühlenpfordtstraße 23 D Braunschweig Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Dipl.-Ing. Franziska Bockelmann DKV, Kassel,

2 Motivation Was ist die richtige Wärmequelle für meine Wärmepumpe? Welche Grundlagen und Randbedingungen müssen beachtet werden? Quelle: de.goipadwallpapers.com 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 2

3 F & E Projekt future:heatpump - Energetische und wirtschaftliche Bewertung von Wärmequellen für Wärmepumpen November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 3

4 Projektaufbau Recherche (AP1) Systemkonfiguration (AP2) Monitoring (AP3) Simulation (AP4) Quelle - Gebäude - System (AP5) Technische + energetische Auswertung (AP6) Wirtschaftlichkeit (AP7) AP 8 Pre-Check-Tool (Basis: MS Excel) 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 4

5 Wärmeübertrager 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 5

6 Wärmeübertragerkategorien 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 6

7 Randbedingungen und Einflussfaktoren Klimatische Bedingungen Thermische Bodeneigenschaften (Wärmeleitfähigkeit etc.) Hydrogeologische Eigenschaften des Untergrunds (Grundwasser, -strömung usw.) Anordnung, Abstand, Geometrie, Herstellungsart und Materialeigenschaften Energiekonzeption des Bauwerks 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 7

8 Wärmeentzug geschlossene Systeme > 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 8

9 Idealisierter Flächenbedarf Beispieldarstellung 10 kw Heizleistung Wärmepumpe (JAZ 4,0) optimale Randbedingungen 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 9

10 Idealisierte Kostenschätzung Beispieldarstellung Mittelwerte der Investitionskosten 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 10

11 Pre-Check-Tool 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 11

12 Workflow Festlegung der Umsetzung, des Aufbaus und Inhaltes (MS Excel: In- und Outputs) Anwendung und Einbindung vorhandener Grundlagen (Normung, VDI, Leitfäden, Literatur, ) Zusammenfügen zum finalen Pre-Check-Tool Plausibilisierung und Ergänzungen mit Simulationsergebnissen 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 12

13 Prinzipieller Aufbau 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 13

14 Umsetzung 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 14

15 Prinzipieller Aufbau 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 15

16 Umsetzung 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 16

17 Prinzipieller Aufbau 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 17

18 Umsetzung 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 18

19 Steckbriefe 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 19

20 Fazit und Ausblick 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 20

21 Wärmepumpentechnologie spielt bei der zukünftigen Wärme- und Kälteversorgung eine wesentliche Rolle! Fazit Wahl der Niedertemperaturwärmequelle und des geeigneten Wärmeübertragers haben entscheidende Bedeutung um das Potential für den Anwendungsfall effizient auszuschöpfen. Pre-Check-Tool = multifunktionales und in der Planung in weiten Bereichen verwendbares Hilfsmittel bedarfsgerechte und an spezifische Rahmenbedingungen angepasste Vorauswahl überschlägige Dimensionierung von Wärmeübertragern 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 21

22 Monitoring Auswertung / Kenndaten Arbeitszahl Wärmeentzug und eintrag Wärme- und Kältebereitstellung Temperaturen Quelle und Senke Betriebsstunden und Betriebsarten -> Vergleich zur Auslegung und Literatur Diskussion der Ergebnisse mit den Betreibern Erfassung der Daten bis Ende 2017 Simulation Gebäude Wärmeübertrager Ausblick Tool Einarbeitung von Normung und Literatur Einarbeitung der Marktrecherche Wirtschaftlichkeit und Ökologie Einarbeiten Simulationsergebnisse 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 22

23 Vorankündigung Workshop zum Pre-Check-Tool mit Planern Termin: Januar / Februar 2017 Inhalte und Rückmeldungen Anwenderfreundlichkeit / Anwendbarkeit Sind Inhalte ausreichend? Können alle Angaben umgesetzt / getätigt werden? Interesse als Tester mitzuwirken, dann senden Sie mir bitte ihre Kontaktdaten zu. Quelle: systemhaus-erdmann.de 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 23

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 18. November 2016 Franziska Bockelmann Wärmequellen für Wärmepumpen im energetischen und wirtschaftlichen Vergleich Seite 24

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