Wärmepumpen. Mit der Wärme aus der Natur zukunftssicher heizen. Wärmepumpen. Vorlage 1 08/2005 Viessmann Werke

Transkript

1 Mit der Wärme aus der Natur zukunftssicher heizen Vorlage 1

2 Mit der Wärme aus der Natur zukunftssicher heizen nutzen erneuerbare Energien aus der Umwelt. Die gespeicherte Sonnenwärme im Erdreich, Grundwasser und in der Luft wird mit Hilfe geringer Mengen an elektrischer Energie in komfortable Heizwärme umgewandelt. Die Art und Weise, wie dies geschieht, ist je nach Ausführung der Wärmepumpe unterschiedlich. Bei den derzeit in der Heizungstechnik zur Anwendung kommenden wird jedoch immer ein geeignetes Arbeitsmedium verdichtet und wieder entspannt, so dass der gewünschte Wechsel von Wärmeaufnahme und -abgabe eintritt. Vitocal Sole/Wasser- und Wasser/Wasser- von Viessmann sind so effizient, dass sie ganzjährig als einziger Wärmelieferant eingesetzt werden können. Die Luft/Wasser- können an besonders kalten Tagen im Parallelbetrieb mit einem weiteren Heizsystem zu einer energiesparenden Wärmeversorgung beitragen. Vorlage 2

3 Verschiedene Heizsysteme und ihre relative CO 2 -Emission Vergleich Relative CO 2 -Emission [%] Vorlage 3

4 Das Funktionsprinzip in Kürze Vorlage 4

5 Das Funktionsprinzip in Kürze Im Verdampfer wird dem flüssigen Arbeitsmedium die Umweltwärme zugeführt. Das außen am Verdampfer anstehende Temperaturniveau der Wärmequelle ist höher als die Siedetemperatur des Arbeitsmediums, so dass das Arbeitsmedium verdampft und der Umgebung dabei Wärme entzieht. Das Temperaturniveau kann dabei durchaus unterhalb von 0 liegen. Der Verdichter saugt das verdampfte Arbeitsmedium aus dem Verdampfer ab und verdichtet es. Dabei wird das gasförmige Arbeitsmittel stark komprimiert und dadurch auf ein für Heizzwecke nutzbares, hohes Temperaturniveau gebracht. Vorlage 5

6 Das Funktionsprinzip in Kürze Vom Verdichter gelangt das dampfförmige Arbeitsmedium in den Kondensator, der vom Heizwasser umspült ist. Die Temperatur des Heizwassers ist niedriger als die Kondensationstemperatur, so dass der Dampf abgekühlt und dabei wieder verflüssigt wird. 4 4 Die im Verdampfer aufgenommene Wärme sowie die zusätzlich durch das Verdichten zugeführte Energie wird dabei an das Heizwasser abgegeben. Danach wird das Arbeitsmedium über ein Expansionsventil in den Verdampfer zurück geführt. Dabei wird es vom hohen Druck des Kondensators auf den niedrigen Druck des Verdampfers entspannt. Der Kreislauf ist geschlossen. Vorlage 6

7 Die Wärmequelle bestimmt das System Wärmequelle Erdreich überall verfügbar Grundwasser Erschließung über Brunnenanlage Luft überall verfügbar Betriebsweise vorzugsweise monovalent 1) Betriebsweise vorzugsweise monovalent 1) Betriebsweise vorzugsweise bivalent 2) Auswahl der Wärmepumpe Heizleistung nach Wärmebedaf 1) monovalent = Betriebsweise ohne zweiten Wärmeerzeuger/zusätzlichen Heizkessel möglich. 2) bivalent = Betriebsweise mit zweiten Wärmeerzeuger/zusätzlichen Heizkessel. Vorlage 7

8 Wärmequelle und Grenztemperatur Bestimmen Wärmepumpe und Heizleistung Wärmequelle Grenztemperaturen Wärmepumpe/Heizleistung Erdreich (während des Betriebs der Wärmepumpe) Grundwasser Luft 0 bis 2 C 8 bis 12 C -15 bis +30 C VITOCAL Typ BW (Sole/Wasser) 4,8 bis 32,6 kw Heizleistung, erweitert bis 81,2 kw VITOCAL Typ WW (Wasser/Wasser) 6,3 bis 43,0 kw Heizleistung, erweitert bis 106,8 kw VITOCAL Typ AW (Luft/Wasser) 5,4 bis 14,6 kw Heizleistung 1) B = engl. Brine = Sole, Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel 2) A = engl. Air = Luft Vorlage 8

9 VITOCAL 300 Die Unterschiede in Kürze VITOCAL Typ BW (Sole/Wasser) Der Typ BW nutzt die Wärme aus dem Erdreich. Dort herrscht eine fast gleichmäßige Temperatur. Ein Erd-Kollektor in 1,5 m Tiefe, wie eine Heizschlange verlegt, entzieht der Erde die Wärme. Eine platzsparende Alternative ist die Erdsonde. Die Erdwärme wird dabei mit speziellen Erdsonden entnommen, die bis zu 100 m tief in die Erde führen. Die Temperatur liegt dort ganzjährig konstant bei ca. 10 C. VITOCAL Typ WW (Wasser/Wasser) Der Typ WW bezieht die Wärme aus dem Grundwasser, dessen Temperatur unabhängig von der Jahreszeit und der Außentemperatur konstant ist. Aus einem Saugbrunnen wird das Grundwasser entnommen und nach der Wärmegewinnung in einen Schluckbrunnen zurückgeführt. Vorlage 9

10 VITOCAL 350 Die Unterschiede in Kürze VITOCAL Typ AW (Luft/Wasser) Der Typ AW nutzt die von der Sonne erwärmte Außenluft. Sie ist für eine Aufstellung im Innen- und Außenbereich konzipiert. In Gebäuden mit sehr niedriegem Wärmebedarf, z.b. in Niedrigenergiehäusern, ist dieser Typ bei monoenergetischer Auslegung ganzjährig in der Lage die gesamte Wärmeerzeugung zu leisten. Vorlage 10

11 VITOCAL 300, Typ BW mit Erdsonde Anlagenschema Vorlage 11

12 VITOCAL 300, Typ BW mit Erdsonde Wärmespeicherung des Erdreichs in größerer Tiefe Erfahrungswerte für die Planung von Doppel-U-Rohrsonden Grundregel: Je feuchter der Boden, desto mehr Wärme wird gespeichert Bodenqualität Spez. Wärmeentzugsleistung Trockener sandiger Boden 20 W/m Feuchter sandiger Boden 40 W/m Feuchter felsiger Boden 60 W/m Grundwasserführende Erdschichten 80 bis 100 W/m Beispiel Für einen Heizleistungsbedarf von 10 kw (8,4 kw Kälteleistung) und bei feuchtem felsigem Boden sind ca. 168 m Bohrtiefe notwendig (aufgeteilt auf zwei Bohrungen mit 84 m Tiefe). Vorlage 12

13 VITOCAL 300, Typ BW mit Erdkollektor Anlagenschema (ohne Heizwasserpufferspeicher) Vorlage 13

14 VITOCAL 300, Typ BW mit Erdkollektor Aushubtiefe 1,5m Vorlage 14

15 VITOCAL 300, Typ BW mit Erdkollektor Wärmespeicherung des Erdreichs in geringer Tiefe Erfahrungswerte für die Planung von Erd-Kollektoren Grundregel : Je feuchter der Boden, desto mehr Wärme wird gespeichert Bodenqualität Spez. Wärmeentzugsleistung Trockener sandiger Boden 10 bis 15 W/m Feuchter sandiger Boden 15 bis 20 W/m Trockener lehmiger Boden 20 bis 25 W/m Feuchter lehmiger Boden 25 bis 30 W/m Grundwasserführender Boden 30 bis 35 W/m Beispiel Für einen Heizleistungsbedarf von 10 kw (8,4 kw Kälteleistung) und bei feuchtem lehmigem Boden sind ca. 336 m² Verlegefläche notwendig. Vorlage 15

16 VITOCAL 300, Typ AW Anlagenschema Vorlage 16

17 VITOCAL 350 Die Modernisierungs-Wärmepumpe Die Wärmepumpe Vitocal 350 erreicht durch die zusätzliche Dampfeinspritzung (EVI-Zyklus) im Verdichterkreis eine Vorlauftemperatur bis 65 C. Damit ist die Vitocal 350 sowohl für den Neubau, als auch für die Modernisierung von Anlagen mit Radiatorenheizungen im Gebäudebestand geeignet. Gleichzeitig kann auf Grund der hohen Vorlauftemperatur von 65 C ein Speicher-Wassererwärmer auf bis zu 58 C Warmwassertemperatur erwärmt werden. Damit bietet die Wärmepumpe Vitocal 350 einen besonders hohen Trinkwasserkomfort. Die Wärmepumpe Vitocal 350 ist so effizient, dass sie ganzjährig als einziger Wärmelieferant für Heizung und Trinkwasserbereitung eingesetzt werden kann (monovalenter Betrieb). Vorlage 17

18 VITOCAL 350 Luft/Wasser-Wärmepumpe für die Modernisierung auch für die Außenaufstellung spart Platz im Haus Vorlage 18

19 VITOCAL 350 Natural Cooling Je nach Anlagenkonzept kann die integrierte Regelungsfunktion Natural Cooling genutzt werden. Das bedeutet: die auch im Sommer niedrigen Temperaturen im Erdreich oder im Grundwasser dienen zur Kühlung des Gebäudes. Damit ist Vitocal 350 ideal geeignet, um im Gebäudebestand Wärme und Kühle aus der Natur zu nutzen. Die neue Vitocal 350 wird als Sole/Wasser-, Wasser/Wasseroder Luft/Wasser-Wärmepumpe angeboten. Je nach Ausführung erreicht sie Leistungen zwischen 9,4 und 20,0 kw. Vorlage 19

20 VITOCAL 343 Der Compact-Energy-Tower für Niedrig-Energiehäuser Vitocal 343 ist eine kompakte Komplettlösung für Niedrigenergiehäuser. Das bedeutet Sole/Wasser-Wärmepumpe, Speicher- Wassererwärmer und alle Komponenten zur Solarintegration in einem Gehäuse. Das Herzstück ist der aus der Vitocal 300 Wärmepumpe bewährte Compliant Scroll-Verdichter. Der im Vitocal 343 integrierte Speicher-Wassererwärmer mit 250 Litern Inhalt und integriertem Wärmetauscher für die Einbindung einer Solaranlage überzeugt durch hohe Zapfraten und geringe Bereitschaftsverluste. Er bietet damit Wirtschaftlichkeit bei gleichzeitig hohem Warmwasserkomfort. Vorlage 20

21 VITOCAL 343 Anlagenschema Vorlage 21

22 DACH-Gütesiegel DACH steht für Deutschland, Österreich, Schweiz Anforderungskriterien für das Internationale -Gütesiegel Geprüfte Qualität Seriengerät gemäß Anforderungen des Prüfzentrums Gemessene Leistungen nach EN 255 Leistungszahl COP Mindestanforderungen bei festgelegten Prüfpunkten in den wichtigsten Betriebszuständen. Elektrische Sicherheitsprüfung gemäß EG-Konformitätserklärung (CE-Zeichen) Einhaltung der EVU-Anschlussbedingungen Mindestanforderungen bei Planungsunterlagen Vollständige Einbau- und Bedienungsanleitung Flächendeckendes Kundendienstnetz 2-jährige Vollgarantie Alle Vitocal sind mit dem DACH-Gütesiegel ausgezeichnet! Vorlage 22

23 Fördermöglichkeiten Bundesförderung DtA Umweltdarlehen für private Haushalte für kleine und mittlere Betriebe KfW-Förderprogramm zur CO 2 -Minderung Landesförderung Berlin, Brandenburg, Sachsen, NRW, Bayern, usw. EVU, Stadtwerke Aktuelle Übersichten über alle Förderprogramme unter Vorlage 23

24 Jahresbrennstoffkosten im Vergleich Heizkosten unterschiedlicher Wärmeerzeuger, exemplarisch für ein Familienhaus Baujahr 1980 Brennstoffpreise: Gas 60 Cent/m 3, Öl: 60 Cent/l, Strom: 11 Cent/kWh, Pellets: 158 Euro/t Vorlage 24

25 Wärme liefert die Natur Das passende Heizsystem kommt von Viessmann Vorlage 25