Embed Size (px)
Citation preview
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Wärmepumpen-Heizsysteme
Einführung in die
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Inhaltsverzeichnis
• Historie
• Funktionsprinzip
• Überblick WP-Systeme
• Wirtschaftsentwicklung
• Zukunftsprognose
• Wirtschaftlichkeit und Kosten
• Information
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Geschichte der Wärmepumpe
– ca. 1824-1890: theoretische Grundlagen
– 1834: Bau der 1. Kompressionskältemaschine durch Jacob Perkins, USA
– 1871: 1. Kompressionskältemaschine von Carl Paul Gottfried Linde nach dem Prinzip der Gasabkühlung als Wärmeträgermedium
– ab 1920: Siegeszug des Kühlschranks in Privathaushalten in den USA; nach 1948 in BRD
– 1929 : größere WP-Anlagen zur Beheizung von Gebäuden in Zürich in Betreib genommen
– 1945: Bau der 1. erdgekoppelten WP in den USA
– 1969: Bau der 1. Erdwärmesonde mit Erdflächenkollektor in der Deutschland durch
Klemens Oskar Watterkotte in dessen Privathaus
– 1973-1976: 1. Boom für WP im Zuge der 1. Ölkrise, danach aber starker Rückgang der Nachfrage wegen unausgereifter Technik
– seit 1990: zunehmend stärkeres Interesse für WP-Heizungen, einhergehend mit techni-schen Verbesserungen an den Geräten und im Gesamtsystem
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Geschichte der Wärmepumpe
• Erste Wärmepumpen
Abb. Kühlschrank USA 1920
Abb. Kühlschrankproduktion in der BRD 1954
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Geschichte der Wärmepumpe
• Erste erdgebundene WP in D
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Geschichte der Wärmepumpe
• Moderne Wärmepumpen
Luft-Wasser WPEWS-Wasser WP
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Funktionsprinzip der Wärmepumpe
WärmeabgabeWärmequelle
http://www.heizung-waermepumpe.de/so-funktioniert-die-waermepump
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Funktionionsprinzip der Wärmepumpe
• Umweltwärme wird mittels Antriebsenergie auf ein
nutzbares Temperaturniveau angehoben
• Kältemittel als verdampfendes
Wärmeträgermedium
• Einfacher thermodynamischer Prozess und
ausgereifte Technik
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Vorteile Wärmepumpe
– Umweltwärme ist praktisch unbegrenzt verfügbar
– Keine Freisetzung von CO2-Emissionen vor Ort
– Kein Brennstoff-Vorratsraum erforderlich
– Kein Kamin erforderlich
– Weniger abhängig von Importen aus instabilen Regionen
– Nur ein Energieträger im Haus nötig
– Geringe Energiekosten, geringere Wartungskosten
– Öffentliche Förderprogramme
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Überblick Wärmepumpensysteme
• Erdwärmesonden (1)
• Erdkollektor (=horizontale Rohrschlangen) (2)
• Grundwasser über Förder- und Schluckbrunnen (3)
• Außenluft (4)
4 3 2 1
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Weitere Systeme: Außenluft / Abluft
• Luftwärmepumpe kann mit einer kontrollierten
Wohnungslüftung kombiniert werden (Lüftungskompakt-
gerät) Einsatz überwiegend im Passivhaus
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Weitere Systeme: Gebäudeklimatisierung mit WP
Wärmepumpe werden mit einer kontrollierten Gebäudeklimatisierung
kombiniert werden (z.B. Betonkernaktivierung, Erdspeicher)
Einsatz überwiegend im Nichtwohnungsbau
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Wirtschaftsentwicklung
Zukunftsprognose: Schöne neue Welt!
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Wirtschaftlichkeit:
Größenordnung der Kosten (netto)
• Wärmepumpe:
ca. 8.000-12.000 EUR ca. 1.000 EUR / kW
• Erdwärmesonden:
ca. 7.000 – 10.000 EUR ca. 55-60 EUR / m
inkl. Anbindung, Verteiler ca. 70-80 EUR / m
• WP + Wärmequelle: ca. 20.000 – 25.000 EU
• spezifischer Ansatz über WFL ca. 10.000 EUR+75 EUR/m²
• Betriebskosten EFH ca. 500 - 600 EUR / a
Anm.: Preise Stand 2005, Quelle: Umweltministerium BW
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Wirtschaftlichkeit:
elektrischer Betrieb der WP
• Spezielle StromtarifeHT/NT-Tarif
• Garantierte Mindestlaufzeiten
• Abschaltzeiten des Energieversorgers sind
abzupuffern Pufferspeicher / FB-Heizung
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Wirtschaftlichkeit:
Erschließung vom Umweltwärme mit WP
¼ Antriebsenergie + ¾ Umweltwärme = 1 Teil Heizwärme
Leistungszahl ca. 4*
Anm*.:
lt. Werbeversprechen der Hersteller
und Elektrizitätswirtschaft
Wärmepumpen - Wunsch und Wirklichkeit
Sta
nd
10
/10
Reiner Stolz, Dipl.-Ing. Architekt und Energieberater, Klopstockstr. 3, 76185 Karlsruhe, www.stolz-architektur.de
Informationsmaterial
• Faltblatt „Wärme aus Luft und Boden“
Wirtschaftsministerium BW
• Broschüre „Energiesparen durch
Wärmepumpenanlagen“
Wirtschaftsministerium BW
• „Leitfaden zur Nutzung von Erdwärme“
Umweltministerium BW
• Feldtests Wärmepumpen
Lokale Agenda21-Gruppe Umwelt/Energie, Lahr
