Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Wärepumpe und Solarthermie – Best Practice im Wohn- und Gewerbebau Dipl.-Ing. Frank Moos Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Wärepumpe und Solarthermie – Best Practice im Wohn- und Gewerbebau Dipl.-Ing. Frank Moos Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG."—  Präsentation transkript:

1 Wärepumpe und Solarthermie – Best Practice im Wohn- und Gewerbebau Dipl.-Ing. Frank Moos Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG

2 Quelle: Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung DIWI, Institut für Energetik, 1995 Endenergieverbrauch in Deutschland 65 % der in privaten Haushalten verbrauchten Energie entfällt auf die Raumheizung, Warmwasser und Strom

3 Preisexplosionen bei Öl und Gas

4 25 % Reduzierung Ziel der Bundesregierung Reduzierung des CO 2 - Ausstosses um 25% WSVO 95 HeizAnlV 1. BImSchV EnEV 2002 KWK- Gesetz EEG Wirkungs- gradricht- linie 92

5 Möglicher Ausweg ? Nutzung natürlicher Wärmequellen ! -Direkte Sonnenenergie: Photovoltaik Solarthermie -Gespeicherte Sonnenenergie: Geothermie Umgebungsenergie – Umweltwärme Holz-Pellet

6 Natürliche Wärmequellen -Direkte Sonnenenergie Photovoltaik Solarthermie

7 Deutschland, ein Sonnenland?!! Öl-Äquivalent der jährlichen solaren Einstrahlung: 1000 kWh/m²

8 Direkte und diffuse Strahlung nutzbar

9 2,6 kWh/m²d Solarsystem Jahreszeitlicher Verlauf der Globalstrahlung

10 Ausrichtung von Solaranlagen Optimale Ausrichtung der Solarkollektoren: Himmelsrichtung Süden Kollektorneigung 45°

11 Photovoltaik und Solarthermie Solarthermie erzeugt Wärme Die bei der Solarthermie durch Sonnenlicht erzeugte Wärme, wird zur Trinkwarmwasserbereitung und zur Heizungsunterstützung genutzt. Eine Überproduktion von Wärme, wird in Warmwasserspeicher eingelagert. Photovoltaik erzeugt Strom Bei der Photovoltaik wird aus dem Sonnenlicht elektrischer Strom erzeugt. In den meisten Fällen wird dieser Strom in das Stromnetz eingespeist.

12 Komponenten einer solarthermischen Anlage - Trinkwassererwärmung

13 Randbedingungen einer solarthermischen Anlage - Trinkwassererwärmung – Auslegung generell als Substitutionsanlage (A) oder Vorwärmanlage (B) möglich

14 Komponenten einer solarthermischen Anlage - Solare Heizungsunterstützung und Trinkwassererwärmung

15 Randbedingungen einer solarthermischen Anlage - Solare Heizungsunterstützung und Trinkwassererwärmung solare Heizungsunterstützung ist in unseren Breiten an folgende Randbedingungen geknüpft: 1.Gebäudehülle möglichst gut gedämmt -> geringer Heizwärmebedarf 2.Möglichst geringe Heizungsvorlauftemperatur -> Fußbodenheizung 3.Hochleistungssolarkollektoren -> Vakuumröhrenkollektoren

16 Natürliche Wärmequellen -Gespeicherte Sonnenenergie Geothermie Umgebungsenergie - Umweltwärme Holz-Pellet

17 Was ist eine Wärmepumpe überhaupt ? Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, die Wärme auf niedrigem Temperaturniveau aufnimmt (kalte Seite) und mittels Energiezufuhr bei höherem Temperatuniveau wieder abgibt (warme Seite). Bei Nutzung der kalten Seite spricht man von Kühlmaschinen, bei Nutzung der warmen Seite von Wärmepumpen. Für diese Maschinen zum Transport von Wärme hat G.Flügel 1920 den Begriff "Wärmepumpen" geprägt. Die gebräuchlichsten Wärmepumpen besitzen elektrisch angetriebene Verdichter. Das Arbeitsmittel ist meist ein HFKW, seltener Propan oder Ammoniak.

18 Zukunftsweisende Technologie – Umweltschutz inklusive –Die zum Heizen erforderliche Energie bezieht die Wärmepumpe aus der als Erdwärme gespeicheten, kostenlosen Sonnenenergie. –Um die im Erdreich gespeicherte Sonnenenergie nutzbar zu machen, wird elektrische Antriebsenergie benötigt.

19 Funktionsweise einer Erdwärmepumpe Der Kreisprozess besteht aus vier Komponenten: Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, und Entspannungsventil. Im Kreislauf zirkuliert ein FCKW- freies Arbeitsmittel mit extrem niedrigem Siedepunkt.

20 Funktionsweise einer Erdwärmepumpe Schritt 1: Im Verdampfer wird dem Arbeitsmittel Erdwärme zugeführt. Es wechselt vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand.

21 Funktionsweise einer Erdwärmepumpe Schritt 2: Das gasförmige Arbeitsmittel wird stark verdichtet und damit auf ein hohes Temperaturniveau gebracht. Dieser Vorgang benötigt die 25% Fremdenergie.

22 Funktionsweise einer Erdwärmepumpe Schritt 3: Die Wärmeenergie wird direkt an den Heizkreislauf weitergegeben. Das Arbeitsmittel wird wieder abgekühlt und verflüssigt.

23 Funktionsweise einer Erdwärmepumpe Schritt 4: Durch die Dekomprimierung im Entspannungsventil wird das Arbeitsmittel so stark abgekühlt, dass es wieder Umweltwärme aufnehmen kann.

24 Wärmeaufnahme Antriebsaufwand Wärmeabgabe Expansion Einsatzgrenzen einer Wärmepumpe – Der Carnot Prozess

25 Wärmeaufnahme Antriebsaufwand Wärmeabgabe Expansion Einsatzgrenzen einer Wärmepumpe – Der Carnot Prozess mit unterschiedlichen Wärmequellentemperaturen 8 o C Quell.-Temp 2 o C Quell.-Temp Niedrige Quelltemperaturen, schlechte Wärmequelle:  Deutlich höhere Stromkosten durch erhöhten Antriebsaufwand.

26 Wärmeaufnahme Antriebsaufwand Wärmeabgabe Expansion 38 o C FB-Hz. 70 o C Fl.-Hzk. Ohne Fussbodenheizung:  Deutlich höhere Stromkosten durch erhöhten Antriebsaufwand. Einsatzgrenzen einer Wärmepumpe – Der Carnot Prozess mit unterschiedlichen Wärmeabgabetemperaturen

27 Hohe Quellentemperaturen und niedrigen Heizwassertemperaturen - bis zu 75% der benötigten Energie kommen aus der Umwelt

28 Anforderung an eine Wärmequelle -Möglichst konstante Temperaturen auf einem entsprechend hohen Niveau. -In unmittelbarer Umgebung mit geringem Erschließungsaufwand. -geringer Bereitstellungsaufwand

29 Auswahl der Wärmequelle für eine Wärmepumpe Erdreich: –Erdkollektor –Erdsonde –Kompaktkollektor Wasser: –Grundwasser erschlossen über Brunnenanlage Luft: –Abluft –Außenluft –Absorber

30 Planung einer Erdsonde Für die Gewinnung der Erdwärme haben sich die Erdsonden als ausgereifte und zuverlässige Lösung bewährt. Dieser Kollektor ist besonders für kleine Grundstücksflächen geeignet.

31 Planung eines Erdkollektors Dieser Kollektor eignet sich besonders für Häuser mit einer ausreichend großen Grundstücksfläche. Die Wärmeentzugsleistung ist abhängig von der Bodenbeschaffenheit. Je feuchter der Boden, desto höher ist die Wärme- entzugsleistung.

32 Planung eines Kompaktkollektors Der Kompaktkollektor ist eine Variante des Flächenkollektors. Er ist besonders für kleine Grundstücksgrößen und kleinere, gut gedämmte Gebäude geeignet. Gegenüber dem Flachkollektor hat er folgende Vorteile: – Geringe Grundfläche – Weniger Erdbewegungen – Geringere Kosten für die gesamte Anlage

33 Planung der Wärmequelle Grundwasser Grundwasser ist die ergiebigste Wärmequelle. Im Vergleich aller Systeme kann sie die höchsten Wärmeentzugsleistungen erzielen. Über einen Saugbrunnen wird das Grundwasser mit Hilfe einer Förderpumpe der Wärmepumpe zugeführt und über einen Schluckbrunnen wieder in den Boden eingebracht.

34 Planung der Wärmequelle Luft Die erwärmte Außenluft steht überall und in unbegrenzter Menge zur Verfügung. Ihre Erschließung erfordert den geringsten Aufwand (Wirtschaftlichkeit). Sie kann direkt über ein Zuluft/Abluft-System oder indirekt über Absorber nutzbar gemacht werden. Außenluft unterliegt jedoch jahreszeitlich bedingt hohen Temperaturschwankungen.

35 Bei einer Erdwärmepumpe liegen die verbrauchsgebundenen Kosten pro m² bis zu 52% unter denen einer Gasheizung, bzw. 43% unter denen einer Ölheizung. Deutliche Vorteile bei den verbrauchsgebundenen Kosten Quelle: BWP e.V.

36 Staatliche Förderung der Wärmepumpentechnik im Jahre 2008 Bundesförderung : Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien im Wärmemarkt 2008 Abschnitt 11.3 „Effiziente Wärmepumpen“ - Basisförderung Neubauten  S/W-WP und W/W-WP10€/m²; höchstens 2.000€ je Wohneinheit  L/W-WP 5€/m²; höchstens 850€ je Wohneinheit - Basisförderung Gebäudebestand  S/W-WP und W/W-WP20€/m²; höchstens 3.000€ je Wohneinheit  L/W-WP10€/m²; höchstens 1.500€ je Wohneinheit

37 Staatliche Förderung der Wärmepumpentechnik im Jahre 2008 Bundesförderung : Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien im Wärmemarkt 2008 Abschnitt 11.3 „Effiziente Wärmepumpen“ - Bonusförderung  Kombination mit förderfähiger Solarkollektoranlage - Innovationsförderung  Jahresarbeitszahl mind. 4,7  Erhöhung Fördersätze und Fördergrenzen um 50% (Neubauten)  Jahresarbeitszahl mind. 4,5  Erhöhung Fördersätze und Fördergrenzen um 50% (Gebäudebestand)

38 -Nutzung der Sonne als unerschöpfliche Energiequelle auch in unseren Breiten möglich. -Die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern und deren Preisschwankungen sinkt. -Senkung der Betriebskosten bei Einsatz einer Wärmepumpe um bis zu 60% -Geringe Wartungskosten -Entlastung der Umwelt von Schadstoffen und CO 2 -Emission -Umfangreiche staatliche Förderung -Gebäudewertsteigerung durch ein innovatives Heiz- und Warmwassersystem. Denn die Sonne schickt uns keine Rechnung – Nutzung erneuerbarer Energien

39 Viel Dank für Ihre Aufmerksamkeit.


Herunterladen ppt "Wärepumpe und Solarthermie – Best Practice im Wohn- und Gewerbebau Dipl.-Ing. Frank Moos Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen