Dipl.-Ing. Harald Böttcher

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1 Dipl.-Ing. Harald Böttcher 1

2 Wärmepumpen: Technologie und Markt(trend)übersicht TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

3 Gliederung: 1. Techn. Grundlagen 2. WP-Technologien in der Anwendung 3. Sole-Wasser WP 4. Wasser-Wasser WP 5. Luft-Wasser WP 6. Abwärmenutzung mit WP 7. Split Luft-Waser WP 8. Hybridanlagen 9. Trinkwasserwärmepumpen 10.Gaswärmepumpen 11.Absatz//Marktentwicklungen 3 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

4 1. Techn. Grundlagen 4

5 Wärmepumpentechnik 5 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

6 Einflussfaktoren auf die Effizienz des techn. Wärmepumpenprozesses - Temperaturdifferenz (Quelle + Senke) - Nutzbare Wärmemenge - Kältemittelqualität - Verdichtung des Kältemittels - Energiekosten >>> Politik 6 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

7 Beispielrechnung : Leistungszahl Wärmezufuhr von Wärmequelle, z.b. Erde 75% = 3 kw Antriebsleistung 25 % = 1 kw Nutzbare Wärmeleistung 100% = 4 kw Wärmeleistung = COP = = = 4 Antriebsenergie 4 kw 1 kw 7 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

8 Trends in Forschung und Entwicklung COP Verbesserung Elektronische Expansionsventile Weiterentwicklung Regelungstechnik Leistungsgeregelte Verdichter Hybrid Geräte Minimierung Investkosten Fernzugriff und Fernüberwachung 8 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

9 Buderus bietet Konnektivität für Jeden Betreiber Bedienung / Info Fachfirmen Überwachung / Service Contractoren + Überwachung / Optimierung Logamatic web KM200 App EasyControl Logamatic web KM200 App EasyControlPro Logamatic web KM300 PC-Software EcoSoft TTDB/MKT2 Mai 2013 Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

10 2. Wärmepumpentechnologien in der Anwendung 10

11 Welche Wärmequelle nehme ich? Erdwärme Wasser Luft Abwärme 11 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

12 Welche Wärmepumpe nehme ich? Sole / Wasser Wärmepumpe Erdkollektorfläche ausreichend? Bohrung für Erdsonde erlaubt? Wasser / Wasser Wärmepumpe Grundwasseranalyse? Genehmigung? Abwasserwärmepumpe Luft / Wasser Wärmepumpe Abluftwärme? Wechselnde Temperaturen der Wärmequelle? Schallschutz? 12 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

13 Trends in der Anwendungstechnik Abwärmenutzung steigende Tendenz Erdwärmenutzung leicht fallende Tendenz Luftwärmenutzung leicht steigende Tendenz durch Split - WP 15 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

14 3. Sole Wasser Wärmepumpen 16

15 Sole / Wasser Wärmpumpen 17 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

16 Logatherm WPS -1/K -1 Kältemittel R410A Copeland ZH Kompressor Energiesparpumpe für Wärmeträgerund Solekreis (Energieeffizienzklasse A) Wärmeträgerpumpe über die Logamatic HMC10-1 ΔT gesteuert E-Zuheizer einstellbar auf 3/6/9 kw Ausgang für Zirkulationspumpe oder Sammelalarm Ansteuerung E-Zuheizer im WW- Speicher über zus. Mischermodul 18

17 Neue Module Neuer Can-Bus Raumregler HRC2 Neue Passive Kühlung PKSt-1 Neues Mischermodul HHM17-1 Gemischter Heizkreis (bis zu 3 Mischerkreise möglich) Gemischter zweiter Wärmeerzeuger Schwimmbaderwärmung Maximal 3 Module Passive Kühlung PKSt-1 HHM17-1 in den Varianten 19

18 Trends bei WP zur Erdwärmenutzung Zunehmende umweltpolitische Einflußnahme Funktion der Passivkühlung Energiesparende Aufrüstung Zusatzfunktionen zur Komfortverbesserung 20 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

19 4. Wasser Wasser Wärmepumpen 21

20 Wärmequelle Wasser Wasser hat eine konstante Temperatur von ca C, ganzjährig Die Brunnenanlage - Förder- und Schluckbrunnen haben nur einen geringer Platzbedarf Genehmigungspflichtig Nicht in Wasserschutzgebieten einsetzbar Wasseranalyse erforderlich Wasser muss in ausreichender Menge dauerhaft verfügbar sein (24 h Pumpversuch) 22 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

21 Trends Wasser Wasser Wärmepumpen Einsatz ist sehr eingeschränkt nur möglich und wirtschaftlich darstellbar 23 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

22 5. Luft Wasser Wärmepumpen 24

23 Wärmequelle Luft Wärmequelle ist die Außenluft Wärmequelle kostenlos und überall verfügbar Einfach zu realisieren Bivalente Betriebsweise - Kombination mit weiterem Wärmeerzeuger, meist E-Heizstab (monoenergetische Betriebsweise) 25 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

24 Stunden/Jahr Buderus Wärmepumpen Betriebsart monoenergetisch oder bivalent Heizstunden: 7561 h/a 1800 Bh für HZ +200 Bh für WW Dimensionierung Bivalenzpunkt Total: 8760 h getaktete Außentemperatur [ C] Zusatzheizung: Ta < ca.- 5 C Stunden pro Jahr Gauß'sche NV 475 h (Quelle: DWD, gemessen In Frankfurt/Main 2001) 26

25 Außenaufstellung Wärmepumpe WPL A HMC 20 Pufferspeicher Wärmepumpe VL- RL- der Wärmepumpe Steuer- und Fühlerleitung 2 Lastleitungen (Verdichter, Heizstab) Pufferspeicher und Warmwasserspeicher Warmwasserspeicher 27

26 Innenaufstellung Wärmepumpe mit Luftkanälen Pufferspeicher Warmwasserspeicher 28

27 Aufstellung Baukastensystem bestehend aus: 1. Der Wanddurchführung 2. Luftkanäle 3. Geräteanschluss-Set 4. Der Wetterschutz- bzw. Das Regenschutzgitter 5. Verblendrahmen 29

28 Logatherm Luft/Wasser-Wärmepumpe 30 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

29 Trends Luftwärmepumpen Hoher COP bis zu 3,7 Bis 60 C Kombination mit Solar und Fremdwärmequelle (Holzkessel bis 15 kw) ohne externe Regelung Kaskaden mit 4 Wärmepumpen bis 124 kw möglich Wärmemengenzähler in den Kompaktmaschinen integriert Innenaufstellung Bivalente Anlagen 31

30 6. Abwärmenutzung mit Wärmepumpen 32

31 Abwärmenutzung! Das ist der Trend! Nutzung der Wärme aus städtischen Abwasserkanälen Trinkwasserauskühlung zur Beheizung dezentraler Versorgungsgebäude Prozessabwärmenutzung im metallverarb. Gewerbe Abwärmenutzung aus Serverräumen 33 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

32 7.Split - Luft Wasser Wärmepumpen (sind Trend!) 34

33 Logatherm WPLS 7,5-12 E Logatherm WPLS 7,5-12 B Machen Sie die Wärme der Luft zu ihrem Element! 35

34 Funktionsüberblick der WPLS Warmwasserbereitung Regelung mit zwei Heizkreisen 50 l Pufferspeicher bei Fußbodenheizung ausreichend Regelung Logamatic HMC30 Modulierender Kompressor und Expansionsventil Hocheffizienzpumpe Solare Trinkwassererwärmung Sammelalarm Lieferbar ab Juni

35 Logatherm WPLS E Monoenergetische Betriebsweise Mit Kühlungsfunktion ausgestattet Gewicht: kg Abmessungen (B x T x H): 500 mm x 420 mm x 850 mm Mit integriertem 9 kw Elektroheizstab Ansteuerung 3 kw, 6 kw und 9 kw Begrenzung der max. Leistung möglich. Werksseitig auf 6 kw eingestellt. Alle Hydrauliken für heizen und kühlen 37

36 Zusammenfassung Standard System: Hocheffizienzpumpe Regelung für zwei Heizkreise WPLS E WPLS B System Erweiterung über Zubehöre: Warmwasserbereitung EVU- Kontakt Integrierter 9 kw elektrischer Zuheizer (WPLS E) Solare Trinkwassererwärmung Sammelalarm Mischventil zur optimalen Nutzung der Wärmepumpe bei der WPLS B in bivalenten Systemen Hoher Wirkungsgrad ODU (Ausseneinheit) 38 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

37 8. Hybrid (ist Trend!) 39

38 Was ist ein Hybridsystem? Wärmeanforderung Raumheizung Wärmeanforderung Warmwasser 40

39 Logatherm WPLSH (Wand): Funktion 41

40 Für welche Anlagen ist die Logatherm WPLSH geeignet? Einsatzgebiet des neuen Hybridsystems sind vor allem Bestandsgebäude mit einem Wärmebedarf bis 25 kw, bei denen der monoenergetische Einsatz von Wärmepumpen aufgrund des Dämmzustandes und der in der Regel nicht vorhandenen Flächenheizungen nicht möglich bzw. sinnvoll ist Die Wärmepumpe Logatherm WPLSH ist eine ideale Ergänzung zu einem Gas- Brennwertgeräte mit Logamatic EMS. Sie kann mit allen Brennwertgeräten mit Logamatic EMS wie z.b. Logamax plus oder Logano plus kombiniert werden 42

41 Logatherm WPLSH: Mit unterschiedlichen Regelstrategien zum optimalen Ergebnis 43 CO 2 -optimierte Betriebsweise: Regelung ermittelt auf Basis des Primärenergiefaktors die Ansteuerung der Wärmepumpe und des Wärmeerzeugers Kostenoptimierte Betriebsweise: Die Regelung ermittelt auf Basis des Kostenverhältnisses Gas/Strom die Ansteuerung der Wärmepumpe und des Wärmeerzeugers Bivalenzpunkt: In Abhängigkeit der Außentemperatur wird die Freigabe des konventionellen Wärmeerzeugers festgelegt CO 2 - und kostenoptimierte Betriebsweise: Umweltfaktoren und Kostenfaktoren bestimmen die Ansteuerung Energiepreis -Verhältnis zwischen Strom und Gas.

42 9. Trinkwasser-Wärmepumpen 44

43 Merkmale und Besonderheiten Trinkwassererwärmung durch Nutzung von Raum- oder Außenluft als Wärmequelle Variante zur Außenluftnutzung mit automatischer Abtauung, besonders für Installationen in kleinen Aufstellräumen Effiziente Stromnutzung zur Trinkwassererwärmung durch hohe Leistungszahl (COP = 4,2 nach EN255-3) 270 l Speicherbehälter mit Korrosionsschutzsystem durch bewährte Buderus Thermoglasur DUOCLEAN plus und Magnesium-Anode Speicherwärmeschutz aus 50mm Polyurethan/EPS Hartschaum 45

44 Argumente und Einsatzbereiche Bivalenter Betrieb mit einem Feststoffkessel: niedrigerer Verbrauch durch Minimierung des Teillastbetriebs mehr Komfort, da der Kessel in den warmen Monaten nicht betrieben und damit gereinigt werden muss Nutzung von Abwärme im Aufstellraum oder Nachbarraum: Kühlung und Entfeuchtung der Raumluft Bivalenter Betrieb mit einer Öl- oder Gasheizung: Kesselstillstandverluste während der heizfreien Zeit werden vermieden Kombination mit Fotovoltaik ist Trend! 46

45 10. Gaswärmepumpe wird Trend! 47

46 Für jede Anwendung eine Antwort Logatherm WPS 6 bis 60 kw Logatherm WPL 6 31 kw Logatherm WPLSH Hybrid 2 25 kw Logatherm GWP 41 kw Logatherm WPT 270 Liter Logatherm WPLS 7,5 12 kw 48

47 Gaswärmepumpen Symbiose von Gas und Umweltwärme Gaswärmepumpen Technologien Typen Absorption (Ammoniak) Adsorption (Zeolith) Diffusions-Absorption (Ammoniak- Helium) Regenerative Quellen Luft Erde Wasser 49 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

48 Gaswärmepumpen Symbiose von Gas und Umweltwärme Funktionsweise Gas Absorptionswärmepumpe Im Austreiber werden durch den Gasbrenner die Temperatur und somit der Druck erhöht Das Kältemittel verdampft und kondensiert anschliessend im Verflüssiger Diese Wärme wird an das Heizsystem übergeben 50 Nun gelangt das flüssige Kältemittel in den Verdampfer, wo Umweltwärme aufgenommen wird TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

49 Gaswärmepumpen Symbiose von Gas und Umweltwärme Funktionsweise Gas Absorptionswärmepumpe beim Absorptionsprozess im Absorber wird das gasförmige Kältemittel (Ammoniak) vom Lösungsmittel Wasser absorbiert Bei diesem exothermen Prozess wird Wärme frei, welche als Nutzwärme an das Heizsystem abgegeben wird Eine Lösungspumpe fördert das Gemisch in den Austreiber und der Prozess beginnt von vorne 51 TTDB/MKT Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

50 11. Absatz >marktentwicklungen< 52

51 Entwicklung des Wärmepumpenabsatzes in Stück 53

52 Markttrend Elektrowärmepumpe Anzahl / Jahr Luft/Wasser < 20 kw Sole/Wasser <20 kw Sole/Wasser >20 kw Abteilung Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

53 Markttrends und externe Einflüsse Stagnation im Bereich Sole / Wasser Wärmepumpen Erhöhung der gesetzlichen Restriktionen im Bereich Geothermie Weiterer Trend zu Luft/Wasser Wärmepumpen mit entsprechenden Zuwachsraten Im Bereich Neubausektor Trend zu kostenoptimierten Split Luft/Wasser Wärmepumpen Mittelfristig ist mit einer Liberalisierung und Flexibilisierung des Strommarktes mit flexiblen Tarifen zu rechnen Eigenstromnutzung von PV Anlagen gewinnt mit abnehmender Einspeisevergütung zunehmend an Bedeutung Kombination Fotovoltaik mit allen Wärmerzeugern und/oder Wärmepumpen möglich Abwärmenutzung 55 Abteilung Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

54 Markttrend Gaswärmepumpe Anzahl / Jahr GWP <20 kw Schätzung Kuhl GWP kw GWP >50 kw Abteilung Bosch Thermotechnik GmbH Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion,

55 Danke für Ihr Interesse! 57

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