1. leistungszahl –arbeitszahl wärmepumpenanlagen beispiele · 2021. 1. 18. · 1. berechnung...
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Optimierung der Jahresarbeitszahl bei bestehenden Wärmepumpenanlagen
- Strategie und Beispiele -
1. Leistungszahl – Arbeitszahl
2. Messergebnisse bestehender Erdwärmesonden Wärmepumpenanlagen
3. Optimierung der Arbeitszahl mit 10 - Punkte-Check –Beispiele
Hochschule München Energie- und Gebäudetechnik80335 Münchenwerner.schenk@hm.edu
1Hochschule München Prof. Schenk
-
Definitionen hier:
Leistungszahl COP:
COP =
Arbeitszahl ß:
β = Heizleistung [kW]Antriebsleistung [kW]
1. Leistungsaufnahme des Verdichters bei bestimmten Temperaturen: W10/W35, B0/W35, A2/W35
2. Anteilige Leistungsaufnahme der Pumpen zur Durchströmung der WP
Heizarbeit [kWh]Antriebsenergie [kWh]
1. Stromverbrauch Verdichter
2. Stromverbrauch Wärmequellenpumpe
Optimierungsmöglichkeiten der Arbeitszahl:
1. Minimierung der Temperaturdifferenz Verdampfung – Kondensation
2. Minimierung der Hilfsantriebe
3. Hoher COP der Wärmepumpe2
Hochschule München Prof. Schenk
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3
Erneuerbare Energien Wärme Gesetz (Bauantrag ab 1.1.2009)
1. Solarthermische Anlage
2. Biomasse
3. Geothermie und Umweltwärme
4. Ersatzmaßnahmen
6%
14%
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
2.008 2.020
Anteil erneuerbarer Energien Wärme- und Kältemarkt
Seit 2011 bei öffentlichen Gebäuden auch bei Sanierung(= 20 % der Außenfläche oder Kesselsanierung)
15 % des Gesamtwärmeenergiebedarfs:- Wärmeenergiebedarf - Kälteenergiebedarf für KühlungWohngebäude: � DIN V 4701-10 WohngebäudeNichtwohngebäude: � DIN V 18599
Hochschule München Prof. Schenk
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Erneuerbare Energien Wärme Gesetz
4
3. Geothermie und Umweltwärme = Wärmepumpemindestens 50 % Deckung
Mindestarbeitszahlen
1. Mindestarbeitszahl Erdreich- und Grundwasserwärme2. pumpe: ß = 4
Wenn Warmwasser auch mit Wärmepumpe oder mit anderer reg. Energie 1. Mindestarbeitszahl Luftwärmepumpe: ß = 3,32. Mindestarbeitszahl Erdreich- und Grundwasserwärmepumpe: ß = 3,8
Bei Sorptions- oder Verbrennungsmotorwärmepumpen: ß > 1,2
Bei Sanierung öffentlicher Gebäude: alle Werte - 0,2
Gefordertes Umweltzeichen:• „Euroblume“ oder• „Blauer Engel“ oder• „European Quality Label for Heat Pumps“ (Version 1.3)
Deckungsanteil: bezieht sich auf Wärme + Kältemenge
3,33,8 3,8
1,2
3,5 4 4
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
ß mit TWW
ß ohne TWW1. Berechnung nach VDI 46502. Messeinrichtungen• Stromzähler• Wärmemengenzähler3. Keine Messeinrichtungen, wenn Wärmequelle Grundwasser oder Sole und Vorlauftemperatur nachweislich bis max. 35 °C
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5
Betriebsgebäude Dortmund
Beheizte Fläche 1.440 m²Büro: 760 m²Halle 680 m²
Wärmepumpenanlage mit 5 Erdwärmesonden je 130 m
SolewärmepumpeHeizleistung 28,8 kWCOP (0/35) 4,83
Hochschule München Prof. Schenk
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6
Betriebsgebäude Dortmund
12.000 kWh/a2.400 €/a1,66 €/m²/a
Wärme- und Kälteerzeugung
Gemessene Arbeitszahl:ß = 6
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
Arbeitszahl mit Solepumpe
Hochschule München Prof. Schenk
-
FB-Heizung (+ Wandheizung)
+ Bauteiltemperierung
28 kW
5 EWS a 130 mAbstand 6 m
20 % Monoethylenglycolturbulente Strömung
Betriebsgebäude Dortmundhydraulisches Schaltbild Heizen oder passiv Kühlen
M
Ca. 20 kW
Schmutzfänger (nach Inbetriebnahme Sieb entfernen)Absorptionsluftabscheider
M
dt = 5P7 K
M
M
Taupunkt-regelung
dt = max 3 K
größer Taupunkt
Taupunktunterschreitung
Serverkühlung
optional
M
-
Dienstleistungsgebäude Memmingen Heizen und KühlenGebäudedaten:temperierte Fläche: 5.000 m²Heizlast: 172 kWKühllast: 212 kW
8
Hochschule München Prof. Schenk
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Dienstleistungsgebäude Heizen –Anmerkung: hier Darstellung der Arbeitszahl ohne Hilfsenergie
Verbrauchskosten für Wärmepumpe: 1,4 €/m²/a
0
1
2
3
4
5
6
7
20
.02
.20
09
06
.03
.20
09
23
.03
.20
09
02
.04
.20
09
15
.04
.20
09
30
.04
.20
09
14
.05
.20
09
28
.05
.20
09
12
.06
.20
09
25
.06
.20
09
09
.07
.20
09
23
.07
.20
09
06
.08
.20
09
20
.08
.20
09
03
.09
.20
09
17
.09
.20
09
01
.10
.20
09
15
.10
.20
09
12
.11
.20
09
26
.11
.20
09
10
.12
.20
09
Lüftung Heizkörper
Bauteiltemperierung
ß = 6,2
ß = 5,5
9
Hochschule München Prof. Schenk
-
10
Bankgebäude Rosenheim
0
1
2
3
4
5
6
7
16
.02
.20
12
16
.03
.20
12
16
.04
.20
12
16
.05
.20
12
16
.06
.20
12
16
.07
.20
12
16
.08
.20
12
16
.09
.20
12
16
.10
.20
12
16
.11
.20
12
16
.12
.20
12
16
.01
.20
13
16
.02
.20
13
16
.03
.20
13
Arbeitszahl
Hauptfehler: Überdimensionierte WP: 50 kW für 300 m² = 15 kW• Kurze Laufzeit der Verdichter• Soleumwälzpumpe
• Hohe Leistungsaufnahme da 15 mWS und Dimensionierung für 3 Verdichter• läuft ständig: 8.000 kWh von 20.000 kWh
Kompakt-Erdwärmesonden-Wärmepumpe zum Heizen und Kühlen
Gemessene Arbeitszahl: ß =1,9
Hochschule München Prof. Schenk
-
Hochschule München Prof. Schenk
Kühlung
Umwälz-pumpen
Regelung
Technischer Speicher
Kombispeicher
Nieder- u. Hoch-
temperaturheizflächen
Trinkwarm-wasser-
bereitung
Wärmepumpe
Wärme-quellen-anlage
Hydraulik u. Fehl-
strömung
Über-wachung
11
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1. Datenanfrage und Analyse
12Hochschule München Prof. Schenk
Gebäudedaten:1. Baujahr2. Beheizte Fläche3. Heizlast/Kühllast
Anlagedaten:1. Wärmequelle:
1. Erdwärmesondenanlage: Länge, Abstand2. Erdreichkollektor: Fläche, Bauart3. Grundwasser: Verockerung? Wassermengen?4. Luft: kein Luftkurzschluss?
2. Hydraulischer Schaltplan3. Wärmepumpe: Type, Daten4. Systemtemperaturen der Wärmeverteilung5. Einstellwerte zum hydraulischen Abgleich6. Messungen Wärmemengen 7. Messung elektr. Energiemenge/Stromrechnungen; für welche
Verbraucher? Tarif?8. Störungen, Reparaturen, Probleme
Mögliche Ergebnisse:• Arbeitszahl• Untypischer Wärmeverbrauch• Untypischer Stromverbrauch• Zu hoher Stromtarif
• Auslegungsfehler Wärmequelle• Auslegungsfehler Heizleistung• Planungsfehler Hydraulik
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2. Wärmequelle Erdwärmesonde oder -Kollektor
13Hochschule München Prof. Schenk
1. Verteiler/SammlerDurchströmungskontrolle an allen EWS:Häufige Ursache für Stagnation: Luft
Prüfen: 1. Volumenstrommesser2. ähnliche Rücklauftemperatur3. Vereisung aller Vorläufe
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14Hochschule München Prof. Schenk
2. Technikraum1. Messung Solekonzentration
� Refraktometer: 20 Vol.-% Monoethylenglycol
2. Messung aktueller Soletemperaturenin die und aus der Wärmepumpenach 20 min Laufzeit;
1. Ziel: Eintrittstemperatur:Sommer: min. 8 °C; Winter: min. 0 °C
Temperaturen in die WP bei „Dimensionierung 50 W/m“
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
Maxwerte
Minwerte
2. Wärmequelle Erdwärmesonde oder -Kollektor
-
15Hochschule München Prof. Schenk
4,2
4,3
4,4
4,5
4,6
4,7
4,8
4,9
5,0
5,1
∆T Sole in K
Leistungszahlmessung incl. Sole-UWP
2. Technikraum2. Ziel: ∆t = 3P6 K und Soletemperatur in EWS größer -3° C
2. Wärmequelle Erdwärmesonde oder -Kollektor
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16Hochschule München Prof. Schenk
3. Ermittlung Solevolumenstrom �� =��������
����������������∗������ä�∗�����
5. Ausdehnungsgefäß: • Vordruck bei leerer Anlage oder
entkoppelt: statische Höhe + 0,2 bar (mind. 1bar)
• Anlagenfülldruck: Vordruck + 0,3 bar
2. Wärmequelle Erdwärmesonde oder -Kollektor
4. Ermittlung Förderhöhe der SoleumwälzpumpeZiel ∆pges = 4P6 mWS
� Filter reinigen� Recherche Druckverlust von Verdampfer und „verdächtigen“ Armaturen:
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17Hochschule München Prof. Schenk
6. Soleumwälzpumpe1. Prüfung Rechtsdrehfeld; Messung: elektrisch, magnetisch
oder „Schraubenzieher“
2. Wirtschaftlichkeitsprüfung turbulente Strömung
32mm Doppel-U-Rohrsonde, 20 % Monoethylenglycol� mindestens 1.200 l/h je Erdwärmesonde
40mm Doppel-U-Rohrsonde, 20 % Monoethylenglycol� mindestens 1.500 l/h je Erdwärmesonde
Beispiel:Entzugsleistung: 75 kW15 EWSje 100 m
3,96
4,20
4,00
3,80
3,85
3,90
3,95
4,00
4,05
4,10
4,15
4,20
4,25
1,1 m³/h
laminar
1,5 m³/h
turbulent
2,3 m³/h
turbulent
COP incl. Sole-UWP
COP incl. Sole-UWP
2. Wärmequelle Erdwärmesonde oder -Kollektor
-
18Hochschule München Prof. Schenk
7. Soleumwälzpumpe: Dimensionierung prüfen und Wirtschaftlichkeit einer Hocheffizienzpumpe prüfen
12.450 €
1.080 €
- €
2.000 €
4.000 €
6.000 €
8.000 €
10.000 €
12.000 €
14.000 €
MHI 402-1 Stratos 30/1-8
Verbrauchskosten/20a 0,30 €/kWh
MHI 402-1 Stratos 30/1-8
Förderhöhe mWS 9 4
Fördermenge m³/h 7 3
P1 W 830 72
Vollbenutzungsstundenh/a 2.500 2.500
elektrische Energie kWh/a 2.075 180
Verbrauchskosten/a 0,20 € 415 € 36 €
Verbrauchskosten/20a 0,30 € 12.450 € 1.080 €
ideal
ideal
Beispiel:
2. Wärmequelle Erdwärmesonde oder -Kollektor
-
21 %
Ziel: Verdampfer und Kondensator müssen im Gegenstrom durchströmt werden
GleichstromGleichstrom GegenstromGegenstrom
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
5.500
Gegenstrom Gleichstrom
Stromverbrauch Verdichter [kWh/a]
Stromverbrauch
Verdichter [kWh/a]
Bei Gleichstrom: 3 K tiefere Verdampfungstemperatur
3 K höhere Kondensationstemperatur
Beispiel: Einfamilienhaus
Wärmeverbrauch 18.000kWh/a
Gegenstrom Gleichstrom
Verdampfungstemperatur 0 -3
Kondensationstemperatur 35 38
berechnete Leistungszahl 4,3 3,55
Stromverbrauch Verdichter
[kWh/a] 4.186 5.070
19Hochschule München Prof. Schenk
8. Anschluss Verdampfer:
2. Wärmequelle Erdwärmesonde oder -Kollektor
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20
Grundwasser-Wärmepumpenanlage Doppelhaushälfte Rosenheim
Hochschule München Prof. Schenk
-
Grundwasser-Wärmepumpenanlage Doppelhaushälfte Rosenheim
WP
Einrohr-Radiatoren-Heizung190 m² KW
WW
Frischwasser-System
8,4 kW
Grundwasser-Förderbrunnen
Grundwasser-Schluckbrunnen
300 l
0,04 kW
21
Hochschule München Prof. Schenk
-
22
Grundwasser-Wärmepumpenanlage Doppelhaushälfte Rosenheim
Vollbenutzungsstunden: 3.200 h/aStromverbrauch: 5.300 kWh/aVerbrauchskosten: 1.038 €/a = 5,46 €/m²/a
Mit optimierter Grundwasser-pumpeß = 5,6
Vor Sanierung:Erdgaskosten 2.600 €/a
4,0
5,0 5,1
4,2
5,0
5,96,1
5,7 5,5 5,45,5 5,5 5,65,7
5,35,1
5,76,0 6,0 6,1
0
1
2
3
4
5
6
7
03.05.2013 03.08.2013 03.11.2013 03.02.2014 03.05.2014 03.08.2014 03.11.2014
Arbeitszahl mit Quellenpumpe
ß = 4,6
Hochschule München Prof. Schenk
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3. Wärmepumpe
23Hochschule München Prof. Schenk
1. Kältemittelmangel? 1. Schauglas: blasenfrei nach spätestens 2 Minuten2. Öl am Kältekreislauf bzw. Boden: meist Kältemittelverlust3. Messung Unterkühlung
2. Ermittlung ��� =��������[��]
���������!������"�����#��$�����[��]
• Heizleistung: fest installierter oder mobiler Heizleistungsmesser
• Elektrische Leistung: mobile Leistungsmessung oder EVU-Zähler
2,81 2,86 2,72
4,8 4,7 4,7
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
1 2 3
Messung COP ohne
Hilfsantriebe
COP Herstellerangabe bei
Betriebstemperaturen
213.523 €
125.000 €
- €
50.000 €
100.000 €
150.000 €
200.000 €
250.000 €
vor Optimierung nachher
Verbrauchskosten 20 a 0,3 €/kWh
41 % = 88.500 €
Beispiel: 19 Reihenhäuser
-
WP8,4 kW
Grundwasser-Förderbrunnen
Grundwasser-Schluckbrunnen
60 °C
Bsp: EFH 250 m² Heizung + WW
Stromverbrauch: 5.500 oder 9.500 kWh/a
24
Hochschule München Prof. Schenk
4. Hydraulik: Fehlströmung – Effizienz der Anlage
-
WP
Grundwasser-Förderbrunnen
Grundwasser-Schluckbrunnen
Wärme für Raumheizung
60 °C
55 °C
30 °C
z.B. 40 °C
Nutzung von Hochtemperaturwärme auf niedrigem Temperaturniveau
Rückschlagventil defekt oder nicht vorhanden
25
Hochschule München Prof. Schenk
InlinerEuropa Rückschlagklappe
4. Hydraulik: Fehlströmung – Effizienz der Anlage
-
WP
Grundwasser-Förderbrunnen
Grundwasser-Schluckbrunnen
Warmwasserbereitungt WW = 50 °C nicht möglich obwohl t Vorlauf, Wärmepumpe = 65 °C50 °C
65 °C
z.B. 30 °C
Energiekosten: 1.080 €/a
statt: 1.860 €/a
fehlerfrei
hydraulischer
Fehler
Stromverbrauch
Anlage [kWh/a] 5.500 9.500
-
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
10.000
Stromverbrauch
Anlage [kWh/a]
73 %
Hochtemperaturwärme wird auf eine niedrigere Temperatur herunter gemischt
Rückschlagventil defekt oder nicht vorhanden
26
Hochschule München Prof. Schenk
4. Hydraulik: Fehlströmung – Effizienz der Anlage
-
RLT-Anlage
FB-Heizung2.100 m²
WP 2aus
93 kW
WP 1In Betrieb
4. Hydraulik: Fehlströmung – Effizienz der Anlage
4 °C
0 °C
Fehlströmung:
� Kein maximal möglicher Volumenstrom für WP1
� Verdampfungstemperatur tief
2 °C4 °C
Hochschule München Prof. Schenk 27
-
RLT-Anlage
FB-Heizung2.100 m²
WP 2
93 kW
WP 1
Fehlströmung:
� Verdampfereintrittstemperatur tiefer als Erdwärmesondentemperatur
� Evtl. keine turbulente Strömung in Erdwärmesonde
4 °C
0 °C
2 °C
0 °C
4. Hydraulik: Fehlströmung – Effizienz der Anlage
Hochschule München Prof. Schenk 28
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RLT-Anlage
FB-Heizung2.100 m²
WP 2
93 kW
WP 1
Motorventile schließen sicherer als Rückschlagventile
MM
MM
4. Hydraulik: Fehlströmung – Effizienz der Anlage
Hochschule München Prof. Schenk 29
-
WP WPWP
35 °C 35 °C40 °C
5. Technischer Speicher, Kombispeicher
2.000
2.200
2.400
2.600
2.800
3.000
3.200
3.400
3.600
W10/W35 W10/W40
Stromverbrauch
Verdichter [kWh/a]
18 %
30
Hochschule München Prof. Schenk
30 °C35 °CPraxis:VorlaufreduzierungoderRücklaufanhebung
35 °C 30 °C
Reihenspeicher Parallelspeicher
25 °C
65 °C
M
40 °CM
WP
-
6. Wärmeverteilung
31Hochschule München Prof. Schenk
1. Hydraulischer Abgleich• Nach Berechnung• Zumindest ähnliche
Rücklauftemperaturen
2. Räume mit höchster Temperaturanforderung (Heizwasser) optimieren1. Wärmeschutz 2. Volumenstrom messen (Rücklauftemperatur), ggf. erhöhen3. Heizflächen vergrößern, Wandheizung, Gebläsekonvektor, sep. elektrische
Ergänzungsheizung (zeitlich gesteuert)
anschließend Heizkurve absenken
-
7. Trinkwarmwasserbereitung
32Hochschule München Prof. Schenk
1. Dimensionierung Wärmetauscher prüfen
2. Solltemperatur so tief wie möglich: Abstimmung mit Komfortanspruch und Anforderungen DVGW 551
3. Möglichst seltene Freigabe: �Komfort1. Platzierung des Fühlers „möglichst weit“ oben oder2. Freigabezeit einschränken
4. Bei geringem Bedarf: dezentral elektrisch
innenliegender Glattrohr-wärmetauscher
außenliegender Platten-wärmetauscher
Frischwassersystem Platten-WT
65 °C
60 °C
63 °C
58 °C
62 °C
25 °C
60 °C
10 °C65 °C
60 °C
65 °C
60 °C
60 °C 60 °C
60 °C
65 °C
60 °C
10 °C
FrischwassersystemInnen liegender WT
0,2 m²Glattrohr-WT/kW
-
WP
35 °C 30 °C
30 °C
t
Bei Wärmepumpen:
1. Hydraulischer Abgleich
2. Einstellung der Rücklauftemperatur
3. Optimierung der Heizkurve nach
unten; keine Sicherheitszuschläge
4. Keine Nachtabsenkung
8. Regelung
33Hochschule München Prof. Schenk
15
20
25
30
35
40
45
-16 0 18
optimal
häufige Einstellung
10 K zu viel
Beispiel: Heizlast 100 kW
Wärmeverbrauch 200.000 kWh/a
B0/B35 B0/W45
Leistungszahl 4,5 3,4
Stromverbrauch
Verdichter [kWh/a] 44.444 58.824
Verbrauchskosten 20
Jahre, 30 Ct/kWh 266.667 € 352.941 €
Einsparung 24%
86.275 € - €
50.000 €
100.000 €
150.000 €
200.000 €
250.000 €
300.000 €
350.000 €
400.000 €
B0/B35 B0/W45
Verbrauchskosten
20 Jahre, 30 Ct/kWh
86.275 €/20a
-
34Hochschule München Prof. Schenk
Mit Kaltwasserpuffer steigt die Arbeitszahl von 10 auf 42
freie Kühlung
Kaltwasserpuffer ohne mit
P1 Pumpen kW 4 4
Betriebsstunden h/a 8.760 2.000
Strombedarf kWh/a 35.040 8.000
Energiekosten €/a 7.008 1.600
Arbeitszahl 9,6 41,9
1. Kompressionskälteerzeugung vermeiden1. Großflächige direkt durchströmte Kühlregister (Lüftung)2. Wenn Trennwärmetauscher: obere und untere Grädigkeit max. 2 K3. „24 Stunden-Kühlung“ mit hoher Kaltwassertemperatur
2. Laufzeit Sole- und Kaltwasserpumpen kontrollieren
3. Serverkühlung mit freier Kühlung
9. Kühlung
WP
BTK200 kW
Server20 kW
Beispiel: Bürogebäude
BTK kW 200
Vollbenutzungsstunden h 800
Kältebedarf kWh/a 160.000
Serverkühlung kW 20
Vollbenutzungsstunden h 8.760
Kältebedarf kWh/a 175.200
Summe kWh/a 335.200
Strombedarf kWh/a 111.733
Energiekosten €/a 27.933
M
-
10. Umwälzpumpen
35Hochschule München Prof. Schenk
UPS 32-80 Magna 32-60
Förderhöhe mWS 2,38 2,38
Fördermenge m³/h 4,7 4,7
P1 W 164 72
Vollbenutzungsstunden h/a 6.000 6.000
elektrische Energie kWh/a 984 432
Verbrauchskosten/a 0,20 € 197 € 86 €
Verbrauchskosten/20a 0,30 € 5.904 € 2.592 €
5.904 €
2.592 €
- €
1.000 €
2.000 €
3.000 €
4.000 €
5.000 €
6.000 €
7.000 €
UPS 32-80 Magna 32-60
Verbrauchskosten/20a 0,30 €/kWh
1. Überprüfung der Einstellung2. Ggf. Wirtschaftlichkeitsprüfung von Hocheffizienzpumpen
-
11. Dokumentation/Überwachung
36Hochschule München Prof. Schenk
1. Logbuch: 1. Einstellungsänderungen2. Wartungen, Reparaturen
2. Ermittlung Arbeitszahl monatlich, dann jährlich �Excel-Datei
DatumZähler 1
KWh
Zähler 2
KWh
Zähler 3
KWh
Wärmemen
genzähler
MWh
Vorlauf t °CBetriebs-h
WP
Schaltunge
n
WP
Arbeitszahl
19.11.2012 20877,0 3686,1 47830,4 3,89
26.11.2012 21125,4 3708,8 47843,1 5,19 5,23
04.12.2012 21636,6 3737,3 47869,6 7,92 5,34
10.12.2012 22137,2 3759,9 47894,5 10,47 5,09
17.12.2012 22633,1 3786,3 47920,2 13,15 5,40
24.12.2012 22965,4 3821,3 47941,0 15,13 5,96
02.01.2013 23404,2 3874,5 47969,5 17,83 6,15
07.01.2013 23645,3 3907,4 47985,6 19,31 6,14
14.01.2013 24177,0 3951,0 48017,7 22,41 284 1293 5,83
21.01.2013 24697,7 3994,3 48049,2 25,45 33 379 1663 5,84
28.01.2013 25202,0 4039,6 48078,6 28,28 32 473 1796 5,61
05.02.2013 25569,0 4087,6 48103,0 30,51 6,08
11.02.2013 25983,9 4125,6 48128,4 32,97 615 2619 5,93
18.02.2013 26414,0 4168,9 48155,6 35,53 694 3045 5,95
25.02.2013 26827,5 4211,2 48182,3 38,00 5,97
04.03.2013 27215,1 4253,5 48207,7 40,34 841 3971 6,04
11.03.2013 27470,3 4295,8 48225,7 41,9 6,11
18.03.2013 27845,2 4338,1 48250,5 44,13 5,95
25.03.2013 28241,6 4380,9 48276,3 46,49 5,95
02.04.2013 28654,4 4426,6 48302,5 48,82 1102 5888 5,64
08.04.2013 28901,5 4465,6 48321,3 50,41 1151 6363 6,43
15.04.2013 29054,4 4505,0 48333,3 51,36 1180 6736 6,21
23.04.2013 29115,9 4545,9 48339,5 51,7 1192 7065 5,53
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
Arb
eits
zahl
ß
Datum
-
Wärmepumpenanlage mit 6 Erdwärmesonden a 150 m
Erdwärmesondenanlage Kempten
37Hochschule München Prof. Schenk
-
38
Hydraulik für maximale Arbeitszahl
Ergänzungsheizung
Luftab-scheider
Schwingmetall-Topfelemente + Schalldämm-Unterlage
Schwebekörper-durchfussmengen-messer
Schwingungs-entkopplung
hygienisches Frischwasser-SystemUnterputzstation
Puffer
t
Schwingungs-entkopplung
t
technischer Speicher
wasserdichteMauerdurchführung
HydraulischerAbgleich durch•Differenzdruckregler•Voreinstellung
Überall Fußbodenheizungggf. WandheizungMax. Vorlauftemperatur: 35 °CTemperaturspreizung: 5K
Taupunktregelung
zusätzlicher Badheizkörper
+ Fußbodenheizung+ zusätzlicher Badheizkörper+ hygienisches Frischwasser-
system+ Kühlen aller Etagen
Hochschule München Prof. Schenk
-
39
Durchschnittliche Arbeitszahl: ß = 3,5
Stromverbrauch: 28.770 kWh/aVerbrauchskosten: 4.350 €/a = 3,53 €/m²/a Keine Meßkosten
Mehrfamilienwohnhaus mit optimierter Systemtechnik
3,2 3,2 3,2
3,6 3,7
2,0
3,43,6 3,6
2,4
3,6 3,7 3,6
2,8
0,00,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Hochschule München Prof. Schenk
-
40Hochschule München Prof. Dipl.-Ing. W. Schenk
Mehrfamilienwohnhaus mit optimierter Systemtechnik
3 Jahren nach Inbetriebnahme wurden Optimierungsmöglichkeiten festgestellt:
1. Ca. Monatliche eine Störung: Ursache: zu geringer Vordruck MAG-Sole
2. COP der Wärmepumpe bei B0/W35: 4,1
3. Kein hydraulischer Abgleich1. Für Fußbodenheizung2. Für Heizkörper!
4. Heizkurve war zu hoch eingestellt
5. Fehlende Heizgrenztemperatur: Wärmepumpe heizt auch bei tAUL > 18 °C
6. Keine turbulente Strömung in den Erdwärmesonden
15
20
25
30
35
40
45
-16 0 18
nach Optimierung
vorher
Bei 25 % Monoethylenglycol: 1200 l/je Kreis
-
41
Durchschnittliche Arbeitszahl: ß = 4,5
Stromverbrauch hochgerechnet: 22.500 kWh/aVerbrauchskosten: 3.375 €/a
� Jährliche Einsparung: 1.000 € � 20.000 €/20a
Mehrfamilienwohnhaus mit optimierter Systemtechnik
4,7 4,6
4,2 4,24,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Mrz. 11 Apr. 11 Mai. 11 Jun. 11 Mittelwert
Arbeitszahl
Arbeitszahl
Hochschule München Prof. Schenk
-
Erdwärmesondenanlage Kempten
42
vgl. PKWEinsparung 4 t/aVerbrauch 6 l/100 kmCO2-Emissionen 0,160 kg/kmentspricht 23.125 km/a
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
Vor Sanierung nach Sanierung
CO2-Emissionen
CO2-Emissionen
Hochschule München Prof. Schenk
-
Zusammenfassung
1. Mit dem 10-Punkte-Check werden Energieeinsparungen von 20R 50 % erreicht
2. In der Regel lohnt es sich, alle Punkte zu prüfen
3. Die Arbeitszahl der Wärmepumpenanlage sollte anfangs monatlich und ab dem 2. Jahr jährlich dokumentiert und gegebenenfalls optimiert werden
43Hochschule München Prof. Schenk
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