A C der Wärmepumpe Dipl.-Ing. Wolfgang Waldschmidt =w EW Medien und Kongresse GmbH Frankfurt Berlin I Bonn I Essen Medien und Kongresse
Inhalt 1 Einführung 11 1.1 Definition, Aufgabe. 11 1.2 Bedeutung 12 1.3 Argumente 17 2 Historische Stichworte 19 2.1 Allgemeine Betrachtung 19 2.2 Zeittafel 20 3 Rechtliche Grundlagen 23 3.1 Gesetze 23 3.2 Verordnungen 25 3.3 Normen, Regeln, Vorschriften 25 4 Physikalisehe Grundlagen 31 4.1 Einführung 31 4.1.1 Anforderungen an eine Heizung 31 4.1.2 Aufgabe und Zweck der Wärmepumpe 32 4.1.3 Heizen: ein Hauptthema der Thermodynamik 32 4.1.4 Grundprinzipien der Heizwärmeerzeugung 33 4.2 Thermodynamische Grundlagen 34 4.2.1 Wärme, Wärmestrom, innere Energie, Temperatur :... 35 4.2.2 Wärmeübertragung 38 4.2.3 Aggregatzustände und ihre Änderungen 41 4.2.4 Hauptsätze der Thermodynamik 44 4.2.5 Energie - Arbeit - Wärme, Enthalpie, Entropie, Exergie, Anergie 47 4.2.6 h, Ig p-diagramm 50 4.2.7 Kreisprozesse 52 4.2.8 Leistungszahl, COP, Arbeitszahl 65 5 Chemische Grundlagen 67 5.1 Chemie der Sole 67 5.2 Chemie des Arbeitsmittels 68 5.2.1 Arbeitsmittel-Zusammensetzung 69 5.2.2 Arbeitsmittel-Gruppen 71 5.2.3 Arbeitsmittel-Kennzeichnung 73 5.2.4 Die wichtigsten Arbeitsmittel 77 5.2.5 Arbeitsmittel und Umwelt 78 5.3 Chemie der Schmierung 79 5.4 Chemie des Heizwassers 79
6 Technische Grundlagen.. 83 6.1 Einführung 83 6.2 Aufbau und Komponenten 84 6.2.1 Prinzipieller Aufbau 84 6.2.2 Der Verdampfer 87 6.2.3 Der Verdichter 91 6.2.4 Der Verflüssiger 94 6.2.5 Das Expansionsorgan 96 6.2.6 Das Arbeitsmittel 97 6.2.7 Zusatzeinrichtungen 98 6.3 Funktion 99 6.3.1 Die prinzipielle Funktion der Wärmepumpe 99 6.3.2 Steuerung und Regelung 101 7 Wärmepumpen-Systeme 107 7.1 Systematik, Begriffe, Benennungen 107 7.2 Wärmequellen 109 7.2.1 Das Erdreich als Wärmequelle (einschl. der oberflächennahen Geothermie) 110 7.2.2 Die Außenluft als Wärmequelle 112 7.2.3 Das Wasser als Wärmequelle ' 113 7.2.4 Absorber als Wärmequelle 114 7.2.5 Abwärme als Wärmequelle 115 7.2.6 Direkte Sonneneinstrahlung als Wärmequelle 115 7.3 Wärmeerzeuger, Wärmepumpen-Bauarten 115 7.3.1 Kompressions-Wärmepumpen 116 7.3.2 Sorptions-Wärmepumpen 116 7.3.3 Vuilleumier-Wärmepumpen 119 7.4 Wärmenutzungsanlagen 122 7.4.1 Flächen-Heizsysteme 122 7.4.2 Raumluft-Heizsysteme 123 7.4.3 Raum-Heizsysteme in Verbindung mit Wohnungslüftungsanlagen bzw. Wärmerückgewinnung 123 7.5 Wärmepumpen-Heizungsanlage (WPHA) 124 7.5.1 Luft/Wasser-Wärmepumpen-Heizungsanlage 124 7.5.2 Sole/Wasser-Wärmepumpen-Heizungsanlage 128 7.5.3 Wasser/Wasser-Wärmepumpen-Heizungsanlage 128 7.5.4 Beispiel eines möglichen Liefer- und Leistungsumfangs 131 8 Planungsgrundlagen 135 8.1 Ermittlung der Heizlast 135 8.1.1 Berechnung nach EnEV 135 8.1.2 Überschlägige Berechnung 136 8.2 Bestimmung der Heizflächen-Temperatur 138
8.3 Auswahl der Wärmequelle. 140 8.4 Auswahl der Wärmepumpe 141 '8,5 Auswahl des Wärmenutzungssystems 142 8.6 Steuerung und Regelung der Wärmepumpen-Heizungsanlage 142 9 Errichtung und Betrieb 143 9.1 Anmeldungen, Anträge und Genehmigungen 143 9.1.1 Anmeldung zum Anschluss an das Niederspannungsnetz 143 9.1.2 Antrag für die Errichtung einer Wassernutzungsanlage 143 9.1.3 Anzeige der Errichtung einer Erdwärmesonden-Anlage 143 9.2 Wärmequellenerschließung 145 9.2.1 Erschließen der Wärmequelle Luft 145 9.2.2 Erschließen der Wärmequelle Erdreich 146 9.2.3 Erschließen der Wärmequelle Wasser 150 9.2.4 Erschließen anderer Wärmequellen 151 9.3 Aufstellung, Anschluss, Einbindung, Automatisierung, Inbetriebnahme 153 9.3.1 Aufstellen von Wärmepumpen 153 9.3.2 Anschluss von Wärmepumpen 155 9.3.3 Einbindung der Wärmepumpe in das Heizsystem 160 9.3.4 Messen, Steuern, Regeln 160 9.3.5 Inbetriebnahme 163 9.4 Betriebsweisen 164 9.4.1 Monovalenter Betrieb 164 9.4.2 Bivalenter Betrieb 165 9.4.3 Monoenergetischer Betrieb 169 9.4.4 Multivalenter Betrieb 169 9.5 Betriebsverhalten 170 9.6 Instandhaltung 170 10 Weitere Nutzungsarten 173 10.1 Wärmepumpen und Wärmerückgewinnung 173 10.2 Trinkwassererwärmung 173 10.3 Wohnungslüftung und Wärmerückgewinnung 174 10.4 Schwimmbadwasser-Erwärmung 175 10.5 Abwärmenutzung "1-75 10.6 Abwassernutzung 176 10.7 Fern-, Nahwärmenutzung 176 10.8 Andere Nutzungsarten 177 10.9 Wärmepumpen und Kühlung 179 11 Systemvergleich 181 11.1 Vergleich verschiedener Wärmepumpenarten untereinander und mit anderen Heizungsarten 181 11.1.1 Kostenvergleich 181
11.1.2 Energievergleich 184 11.1.3 Vergleich der Umweltbelastung 185 12 Glossar 189 13 Literatur, Links, Förderdatenbanken, Hersteller von Wärmepumpen 219 14 Stichwortverzeichnis 221