Wärmepumpen mit Erdwärmesonden: Einsatzgebiete und Entwicklungen

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1 Wärmepumpen mit Erdwärmesonden: Einsatzgebiete und Entwicklungen 1. WP-Markt und Statistiken 2. System 3. Einsatzgebiete, Entwicklungen 4. Kosten 5. Qualität 6. Gesetzliches Umfeld, Normen

2 Referat erfolgt auf Wunsch der FWS: Fördergemeinschaft Wärmepumpen Schweiz FWS Informationsstelle Wärmepumpen, 3006 Bern Partner von EnergieSchweiz

3 FWS arbeitet seit über 10 Jahren in drei wichtigen Segmenten: Marketing, spezifisch auf die Bedürfnisse der Branche abgestimmt: - Kommunikation bei Veranstaltungen, etc. - Informationsstelle und Broschüren - Medienarbeit Qualitätssicherung abgestützt auf drei Hauptsäulen: - Gütesiegel Wärmepumpe, - Gütesiegel Erdwärmesonden und - Anlaufstelle für unzufriedene Wärmepumpenbesitzer Schulung von Herstellern, Installateuren und Beratern

4 Wärmepumpen mit Erdwärmesonden: Einsatzgebiete und Entwicklungen 1. WP-Markt und Statistiken 2. System 3. Einsatzgebiete, Entwicklungen 4. Kosten 5. Qualität 6. Gesetzliches Umfeld, Normen

5 Wärmepumpenverkäufe Anzahl Wärmepumpen 2005: Anzahl Wärmepumpen in der Schweiz: ~100'000 Anzahl Sole-Wasser-Wärmepumpen: ~ 35'000 '82 '84 '88 '90 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 '05

6 Wärmepumpen nach Energiequellen Luft-Wasser Sole-Wasser Wasser-Wasser

7 Marktanteil der Wärmepumpe < 20 kw Neue EFH % 20% 23% 30% 21% 24% 30% 30% 32% 39% 40% 45% 53% 61% 72% Bei mehr als 2/3 der neuen EFH ist eine Wärmepumpe dabei!

8 Grosswärmepumpen > 50 kw Anzahl Wärmepumpen Zunahme + 9 % gegenüber kw kw kw 59 16

9 Geothermische Grossanlagen (> 70 kw) Erdwärmesondenfeld Tiefe Erdwärmesonde Tunnelwärme Energiepfahlanlage Hydrothermische Anlage

10 Wärmepumpen nach Einsatzgebiet Neubau Heizungssanierung 2537

11 Verteufte Meter Erdwärmesonden % % +25% +37% +19% +9% +15% '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 '05 Neubau Sanierung Total

12 Wärmepumpen mit Erdwärmesonden: Einsatzgebiete und Entwicklungen 1. WP-Markt und Statistiken 2. System 3. Einsatzgebiete, Entwicklungen 4. Kosten 5. Qualität 6. Gesetzliches Umfeld, Normen

13 Warmwasser: C Heizung: C Nutzung: C Rückgabe: C 10 m: 10 C Wärmepumpe Erdwärmesonde 100 m: 13 C 200 m: 16 C Untergrundtemperatur 300 m: 19 C

14 andere Sole-Systeme... mit anderen Systemtemperaturen und Effizienzen

15 Es lohnt sich als Installateur während der Bohrphase auf der Baustelle sich beim Bohrmeister über die Zusammensetzung des Erdreichs zu erkundigen. Zement-Bentonit- Suspension Bei schlechten Verhältnissen könnten allenfalls in Rücksprache mit der Bauherrschaft noch zusätzliche Bohrmeter in Auftrag gegeben werden. Bohrfirmen mit Gütesiegel EWS können darüber beraten. U Rohr Sonde Quelle: Penta LE 21.2

16 Wärmepumpen mit Erdwärmesonden: Einsatzgebiete und Entwicklungen 1. WP-Markt und Statistiken 2. System 3. Einsatzgebiete, Entwicklungen 4. Kosten 5. Qualität 6. Gesetzliches Umfeld, Normen

17 Einsatz von Erdwärmesonden-Anlagen Einfamilienhäuser (Heizung und Warmwasser) Mehrfamilienhäuser (Heizung und Warmwasser) Gewerbliche Bauten: Passive Kühlung Heizen und Kühlen TAB

18 Passive Kühlung mit Erdwärmesonden

19 Kältekreislauf bei Heizen/Kühlen Sauggasakku Kompressor Kondensator Verdampfer Expansionsventil Expansionsventil Verdampfer Kondensator Der Kondensator wird zum Verdampfer und umgekehrt, d.h. die Maschine, resp. der Prozess, muss symmetrisch sein. Es ist auch möglich, die Umschaltung von Kondensator und Verdampfer wasserseitig durchzuführen. Mit einer solchen Lösung muss am Kältekreis nichts verändert werden. Die Wärmetauscherflächen müssen jedoch entsprechend dimensioniert werden.

20 Weitere Einsatzmöglichkeiten tiefe Erdwärmesonden mit teilweiser direkter Nutzung

21 Weitere Einsatzmöglichkeiten Rampenheizungen, Strassen- und Brückenheizungen (direkte Nutzung) Untergrund-Wärmespeicher

22 Wärmepumpen mit Erdwärmesonden: Einsatzgebiete und Entwicklungen 1. WP-Markt und Statistiken 2. System 3. Einsatzgebiete, Entwicklungen 4. Kosten 5. Qualität 6. Gesetzliches Umfeld, Normen

23 Preisentwicklung SW-Wärmepumpe mit 7.6 kw CHF 41'000.- '82 '84 '88 '90 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 '05 CHF 19'060.-

24 Kostenvergleich von Heizsystemen 10 kw Heizleistung Heizsystem Effizienz (η/jaz*) Investition (CHF) Kapitalkosten (Annuität, CHF) Betriebskosten (CHF) Total Jahreskosten (CHF) Ölheizung Gasheizung Biomasse (Pellets) Wärmepumpe mit EWS Luft-Wasser- Wärmepumpe Quelle: Hubacher/FWS

25 Die Kosten sprechen für eine Wärmeerzeugung mit Wärmepumpen... Quelle: WWF, sia/tec21 Nr. 10/2006

26 Denn die europäische Preisentwicklung von Heizoel zeigt steil nach oben die Strompreise sind im selben Zeitraum fast gleich geblieben, Wärmepumpen sind im Trend und beliebt, Wärmepumpen sind sehr betriebssicher und sauber

27 Wärmepumpen mit Erdwärmesonden: Einsatzgebiete und Entwicklungen 1. WP-Markt und Statistiken 2. System 3. Einsatzgebiete, Entwicklungen 4. Kosten 5. Qualität 6. Gesetzliches Umfeld, Normen

28 Qualität durch korrekte Planung Wärmebedarfsberechnung Wahl der Wärmepumpe Dimensionierung der Umwälzpumpen Dimensionierung der Erdwärmesonden: Dimensionierung auf den Verdampfer der WP Einsatzgrenzen der Faustformeln beachten (z.b. 45 W/m) Jährliche Betriebszeit (1800/2400 Std.), Höhenlage Sondenabstand, Sondendurchmesser

29 Qualität und Betriebssicherheit durch korrekte Ausführung (Erdwärmesonden) Fachgerechte Hinterfüllung Geprüfte Arbeit Geprüfte Materialqualität, keine Bohrstellenschweissungen an der Sonde Geschultes Personal Auf Untergrund abgestimmte Bohrtechnik und maschinen Schadensverhütung durch korrekte Erstintervention bei Problemen Gütesiegel für Erdwärmesonden-Bohrfirmen

30 Wer versteht, worum es geht, macht weniger Fehler! EWS Verbindungsleitungen oberirdisch verlegt und vierfach unisoliert ins Haus geführt

31 Das Beispiel zeigt, die in dieser Zufahrt zur Baustelle vorstehende und ungeschützte EWS. Es besteht grosse Beschädigungsgefahr und das Risiko dass Fremdkörper, wie Steine, etc. in die Rohre gelangen! Besonders während der Bauzeit sollten die Erdwärmesonden gut geschützt werden. Es empfiehlt sich entweder die EWS sofort mit den Zuleitungen zu verbinden und bis ins Haus zu verlegen oder die vorstehenden EWS-Anschlussrohre einzupacken und gut zu markieren.

32 So wird's gemacht!

33 So wird's gemacht!

34 So wird's gemacht!

35 Wärmepumpen mit Erdwärmesonden: Einsatzgebiete und Entwicklungen 1. WP-Markt und Statistiken 2. System 3. Einsatzgebiete, Entwicklungen 4. Kosten 5. Qualität 6. Gesetzliches Umfeld, Normen

36 Gesetzliches Umfeld Gewässerschutzgesetz von 1991(GSchG; SR ) Gewässerschutzverordnung von 1998 (GSchV; SR ) Wegleitung Grundwasserschutz, BUWAL 2004 Richtline Wärmenutzung aus dem Untergrund mit geschlossenen Systemen, BUWAL 1994/BAFU 2007 (?) Kantonale Erlasse Erdwärmesonden brauchen immer eine Bewilligung Vorabinformation durch die kantonalen Gewässerschutzfachstellen (Tel./GIS/Karten) keine Bewilligung z.b. in Grundwasserschutzzonen und -arealen

37 Normen, Richtlinien, Dokumentationen AWP, T1 sia-dokumentationen D0179, D0190 VDI-Richtlinie 4640, Blatt Informationen: FWS SVG GtV

38 Betriebssicherheit und Zufriedenheit durch korrekte Planung Abstimmung der WP auf den Verbraucher Auslegen der Sonden auf die WP/Verbraucher Dimensionierung der UP Wärmepumpen mit Gütesiegel Erdwärmesonden-Bohrfirmen mit Gütesiegel