Dr. Michael Günther – Energieeffizient. Gesundheitsdienlich. Wirtschaftlich? (Zur Bewertung von Wärmepumpenanlagen) A.3 Standardwerte für die Wärmepumpenberechnung A.3.1 Standardwerte der Leistung und Leistungszahl für elektrisch betriebene Wärmepumpen Tabelle A.1 – Luft-Wasser-Wärmepumpen mit Vorlauftemperatur 35° C Vorlauftemperatur [° C] 35 Außentemperatur [° C] -7 2 7 15 20 Relative Heizleistung 0,72 0,88 1,04 1,25 1,36 Leistungszahl (COP) heute 2,7 3,1 3,7 4,3 4,9 Leistungszahl (COP) 1979 bis 1994 2,4 2,8 3,3 3,6 4,4 Leistungszahl (COP) vor 1979 2,2 2,5 3,0 3,2 4,0 Tabelle A.2 – Luft-Wasser-Wärmepumpen mit Vorlauftemperatur 50° C Vorlauftemperatur [° C] 50 Außentemperatur [° C] -7 2 7 15 20 Relative Heizleistung 0,68 0,84 1,00 1,24 1,29 Leistungszahl (COP) heute 2,0 2,3 2,8 3,3 3,5 Leistungszahl (COP) 1979 bis 1994 1,8 2,1 2,5 3,0 3,2 Leistungszahl (COP) vor 1979 1,6 1,9 2,3 2,7 2,8 Tabelle A.3 – Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Vorlauftemperaturen 35° C und 50° C Vorlauftemperatur [° C] 35 50 Außentemperatur [° C] -5 0 5 -5 0 5 Relative Heizleistung 0,88 1,00 1,12 0,85 0,98 1,09 Leistungszahl (COP) heute 3,7 4,3 4,9 2,6 3,0 3,4 Leistungszahl (COP) 1979 bis 1994 3,0 3,5 4,0 2,1 2,4 2,8 Leistungszahl (COP) vor 1979 2,7 3,1 3,5 1,9 2,2 2,5 Tabelle A.3 – Wasser-Wasser-Wärmepumpen mit Vorlauftemperaturen 35° C und 50° C Vorlauftemperatur [° C] 35 50 Außentemperatur [° C] 10 15 10 15 Relative Heizleistung 1,07 1,20 1,00 1,13 Leistungszahl (COP) heute 5,5 6,0 3,8 4,1 Leistungszahl (COP) 1979 bis 1994 4,6 5,0 3,2 3,4 Leistungszahl (COP) vor 1979 3,9 4,3 2,7 2,9 Bild 6: Standard – COP – Werte nach DIN V 18599-7 /6/ für Wärmepumpen Thermische Wärmepumpen mit geschlossenen Kreisläufen befinden sich in der Entwicklung. Hierzu zählt die Diffusions – Absorptions – Wärmepumpe (z. B. Buderus), die keine Pumpen und Kompressoren enthält. Die Adsorptions – Desorptions – Wärmepumpe (z. B. Vaillant, Viessmann) soll einen Nutzungsgrad von ca. 128 % erreichen. Es wird weiterhin an Systemen (Wärmepumpe, Heat Pipe in der Erde) mit natürlichen Kältemitteln wie vorzugsweise CO 2 gearbeitet. Für den Gebäudebestand werden hohe Vorlauftemperaturen benötigt (Bild 8). Auch wenn 65 bis 75°C ohne Heizstab technisch erreicht werden können, sind diese Temperaturen natürlich nicht sinnvoll (COP – Wert von ca. 2). Marktentwicklungen in Deutschland und in den Nachbarstaaten verdeutlichen folgende Tendenzen: Luft – Wasser – Wärmepumpen erreichen weitaus höhere Marktanteile als noch vor einigen Jahren. Als Gründe hierfür gelten: - niedrige Investitionskosten im Vergleich zu erd- und grundwassergekoppelten Wärmepumpen - Verlagerung des Baugeschehens in den Gebäudebestand - permanenter Anstieg der Gas- und Ölpreise. Die erhöhte Nachfrage führt zu Liefer- und Montageengpässen. Das betrifft sowohl die Wärmepumpen als auch das Errichten der Wärmequellenanlage. Der Trend zu Wärmepumpenanlagen wird kommerziell ausgenutzt. In diesem Zusammenhang steigen die Preise für Erdwärmesondenbohrungen, und in der Schweiz werden neue Bearbeitungsgebühren (z.B. 1 € je Bohrmeter) erhoben. Die Preise für Wärmepumpen stagnieren trotz hoher Stückzahlen. <strong>Uponor</strong> verfügt über ein komplettes Sortiment von Wärmepumpen für den kleineren und mittleren Leistungsbereich. Dabei können sämtliche Wärmequellen wie Grundwasser, Erdreich oder UPONOR KONGRESS <strong>2007</strong> 51
52 Dr. Michael Günther – Energieeffizient. Gesundheitsdienlich. Wirtschaftlich? (Zur Bewertung von Wärmepumpenanlagen) Erdgas Verdichter Wärmeabgabe (an das Heizsystem) Abgas Druckreduzierventil Wärmezufuhr (Umwelt) Verdampfer Motorwärme Gasmotor Verflüssiger Magnetventil Verdampfer Zusatzwärmetauscher Verdichter Druckreduzierventil Helium: Hilfsgas Kondensator Wasser: Lösungsmittel Ammoniak: Kältemittel 1,2 kW aus Umwelt Vierwege- Umschaltventil Luft genutzt werden. Ein besonderer Vorzug ist die kompakte Bauweise und der komplexe Wärmepumpenmanager zur Regelung. Dadurch ergeben sich kaum Schnittstellenprobleme, wie sie bei dem Kombinieren unterschiedlicher Bauteile verschiedener Hersteller leider immer wieder auftreten. NH 3 He H 2O Kondensator Heizbetrieb 3,6 kW für Heizung Verdampfer Absorber Austreiber 2,4 kW Gasbrenner Bild 7: Gasmotorische Wärmepumpe zum Heizen und Kühlen (Japan) Bild 8: Schaltung zum Erreichen hoher Vorlauftemperaturen von ca. 65 bis 75° C (links) und Diffusions – Absorptions – Wärmepumpe (Buderus) Besonders interessant ist die Kühlfunktion der <strong>Uponor</strong> Wärmepumpen. Vorrangig sollte der free cooling Betrieb über Erdwärmesonden angewandt werden, der energieeffizienter als der direkte Wärmepumpenbetrieb ist. Aber auch die reversiblen Luft – Wasser – Wärmepumpen können für die Raumkühlung genutzt werden (Bild 9). UPONOR KONGRESS <strong>2007</strong>