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Wissenswertes - Wrmepumpen

Wrmepumpen

 
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Wrmepumpe
Allgemein
Die Wrmepumpe ist eine Maschine, die unter Zufuhr von technischer Arbeit Wrme von einem niedrigeren zu einem hheren Temperaturniveau pumpt. Bei der Wrmepumpe wird die auf dem hohen Temperaturniveau anfallende Verflssigungswrme z. B. zum Heizen genutzt. Dagegen wird bei der Kltemaschine die Abkhlung eines Kltemittels beim Entspannen und Verdampfen genutzt, um ein Fluid abzukhlen. Die Wrmepumpe und die Kltemaschine stellen die technische Anwendung des selben thermodynamischen Kreisprozesses, der Umkehrung der Wrmekraftmaschine, dar. Der Wrmepumpenprozess wird auch als Kraftwrmemaschine bezeichnet. Der Grenzfall einer reversibel arbeitenden Kraftwrmemaschine ist der linkslufige Carnotprozess.
Quelle: Wikipedia, Auszug aus dem Artikel: Wrmepumpe. Eine Liste der Autoren finden Sie hier. Lizenz siehe Seitenende.
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Kurzbeschreibung
Bei der direkten elektrischen Beheizung, z. B. mit Heizstben, entspricht die erzeugte Wrmeenergie genau der eingesetzten elektrischen Energie. Die elektrische Energie ist aber wesentlich hochwertiger als Wrmeenergie, und so kann einer Wrmequelle wie der Luft, dem Boden, einem Gewsser oder dem Grundwasser Wrme durch Einsatz einer Wrmepumpe entzogen werden. Mit einem Watt elektrischer Energie knnen so etwa 3 bis 5 Watt Wrme bei Temperaturen um 60 C erzeugt werden. Dieses Verhltnis wird als Leistungszahl (COP 'Coeffizient of Performance') bezeichnet. Die Leistungszahl hat aber einen oberen Wert, der nicht berschritten werden kann (Carnotfaktor). Die Bezeichnung Wrmepumpe beruht darauf, dass Wrme aus der Umgebung auf ein hheres nutzbares Temperaturniveau angehoben wird. Die Wrmepumpe hat einen elektrisch angetriebenen Verdichter, der ein Kltemittel verdichtet. Das Kltemittel entzieht beim Verdampfen der Umgebung Wrme, sogenannte Anergie. Die eingesetzte elektrische Energie und die Anergie bilden die nutzbare Wrmeenergie.
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Geschichte
  • 1834 baute der Amerikaner Jacob Perkins die erste Kompressionskltemaschine mit dem Arbeitsmittel Diethylether.
  • 1852 konnte Lord Kelvin nachweisen, dass Kltemaschinen auch zum Heizen verwendet werden knnen. Auerdem konnte er zeigen, dass zum Heizen mittels Wrmepumpe weniger Primrenergie bentigt wird als zum direkten Heizen, weil die von der Wrmepumpe aufgenommene Wrmeenergie aus der Umgebung (Luft, Wasser oder Erde) stammte und daher einen Energiegewinn brachte.
  • 1855 errichtete nach einem Entwurf von Peter Ritter von Rittinger und betrieb die Saline Ebensee, Obersterreich, eine wirtschaftliche Soleverdampfung nach dem Funktionsprinzip eines Khlschranks.
  • 18601870 wurden Kompressionskltemaschinen und Absorptionskltemaschinen intensiv erforscht. Zunchst dienten die gebauten Kltemaschinen der Eisherstellung. Erst spter wurde mit den Kltemaschinen auch direkt gekhlt. Verwendung fanden die Kltemaschinen vor allem in Bier-Brauereien und anderen Lebensmittel-Industrien.
  • Nach dem Ersten Weltkrieg begann der Siegeszug des Khlschrankes in Privathaushalten vorwiegend in den vom Krieg verschonten USA.
  • 1938 Weltwirtschaftskrise. Es wurde versucht, wirtschaftlich sehr rentable Anlagen zu errichten. Es gingen grere Wrmepumpenanlagen zur Beheizung von Gebuden der Stadt Zrich in Betrieb.
  • 1945 Die erste erdgekoppelte Wrmepumpe ging in den USA in Betrieb.
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Wirkungsgrad / Leistungszahl COP
Bei Wrmepumpen wird der Wirkungsgrad in Form der Leistungszahl Epsilon oder neuerdings auch mit COP angegeben. Elektro-Kompressions-Wrmepumpen fr die Gebudeheizung erreichen im Dauerbetrieb unter festgelegten Norm-Betriebsbedingungen Leistungszahlen von rund 50 % der vom zweiten Hauptsatz der Thermodynamik vorgegebenen Wirkungsgradgrenze, bezogen auf den eingesetzten Strom. Dieser Wert dient hauptschlich zur Beurteilung der Qualitt der Wrmepumpe selbst. Er bercksichtigt nicht den Rest des Heizungssystems.

(Alle Temperaturen in Kelvin.)
Fr eine Wrmepumpe mit Erdwrmesonde (Verdampfungstemperatur Tkalt = 273K, etwa 0 C) und Fubodenheizung (Twarm = 308K, etwa 35 C Vorlauftemperatur) errechnet man beispielsweise:

Wenn an dem gleichen Wrmepumpenkreislauf eine Radiatorenheizung mit 55 C (Twarm = 328K) Vorlauftemperatur (Verdampfungstemperatur -0 C) angeschlossen wird, ergibt sich eine deutlich niedrigere Leistungszahl:

Beim Einsatz einer Erdwrmesonde als Wrmequelle ist die Verdampfungstemperatur unabhngig von der Umgebungstemperatur. Eine Wrmepumpe, die als Wrmequelle die Umgebungsluft nutzt, hat eine deutlich niedrigere Verdampfungstemperatur als die Anlage mit einer Erdwrmesonde. Mit steigendem Wrmebedarf sinkt die Umgebungstemperatur und damit auch die Leistungszahl. Zudem ist die Wrmebergangszahl von Luft zu den Verdampferflchen niedrig. Es finden daher mglichst groflchige, verrippte Rohre im Verdampfer Anwendung. Es ist ein Lfter oder Ventilator notwendig, der die Luft durch die Verdampferflchen drckt. Zudem wird im Verdampfer hufig der Taupunkt unterschritten, das sich bildende Kondensat (Wasser) muss abgefhrt werden. Wird zudem im Verdampfer der Gefrierpunkt des Kondensats unterschritten, sinkt der Ertragsfaktor wegen der isolierenden Wirkung des Eismantels auf null. Enteisungseinrichtungen sind energetisch unsinnig, es wird die gleiche Menge an Energie zugefhrt, die zuvor dem geforenen Kondensat entzogen wurde. In der folgenden Berechnung der Leistungszahl wird eine Auentemperatur von ca. 7 C unterstellt bei einer Temperaturdifferenz von 12 C zwischen Lufteintrittstemperatur und Verdampfungstemperatur des Kltemittels, so dass fr kalte Seite (Tkalt = 263K, etwa -5 C) angesetzt wird:

Es wird deutlich, dass die Leistungszahl einer Wrmepumpe durch die Bauart der Wrmebertrager, Verflssiger und Verdampfer stark beeinflusst wird. Unbetrachtet bleibt die stattfindende Vereisung des Kondensators. Die Anlage der Beispielrechnung ist nur sinnvoll bei Auentemperaturen grer als +12 C einsetzbar. Mit der Erdwrmesonde steht unabhngig von der herrschenden Auentemperatur eine Wrmequelle mit relativ hoher Temperatur zur Verfgung, whrend die Auenluft eine ungnstige Wrmequelle darstellt. Auf der Seite der Wrmesenke sollte mit einer mglichst groen Flche eine kleine Temperaturdifferenz zwischen Raumtemperatur und Wrmetrgervorlauftemperatur angestrebt werden. In den dargestellten Beispielen variiert die Leistungszahl um den Faktor 1,8 zwischen der Erdwrmesonde/Fubodenheizungswrmepumpe und der Auenluft/Radiatorwrmepumpe.
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Bauformen der Wrmepumpe
  • Die Kompressions-Wrmepumpe nutzt den physikalischen Effekt der Verdampfungswrme. In ihr zirkuliert ein Kltemittel in einem Kreislauf, das, angetrieben durch einen Kompressor, die Aggregatzustnde flssig und gasfrmig abwechselnd annimmt.
  • Die Absorptions-Wrmepumpe nutzt den physikalischen Effekt der Reaktionswrme bei Mischung zweier Flssigkeiten bzw. Gase. Sie verfgt ber einen Lsungsmittelkreis und einen Kltemittelkreis. Das Lsungsmittel wird im Kltemittel wiederholt gelst bzw. ausgetrieben.
  • Die Adsorptions-Wrmepumpe arbeitet mit einem festen Lsungsmittel, dem Adsorbens, an dem das Kltemittel ad- bzw. desorbiert wird. Dem Prozess wird Wrme bei der Desorption zugefhrt und bei der Adsorption entnommen. Da das Adsorbens nicht in einem Kreislauf umgewlzt werden kann, kann der Prozess nur diskontinuierlich ablaufen, indem zwischen Ad- und Desorption zyklisch gewechselt wird.
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Elektrisch angetriebene Kompressions-Wrmepumpe
Die elektrisch angetriebene Kompressions-Wrmepumpe stellt den Hauptanwendungsfall von Wrmepumpen dar. Das Kltemittel wird in einem geschlossenen Kreislauf gefhrt. Es wird von einem Verdichter angesaugt, verdichtet und dem Verflssiger zugefhrt. Der Verflssiger ist ein Wrmebertrager in dem die Verflssigungswrme an ein Fluid z. B. ein Warmwasserkreis oder die Raumluft abgegeben wird. Das verflssigte Kltemittel wird dann zu einer Entspannungseinrichtung gefhrt (Kapillarrohr oder thermisches Expansionsventil). Durch die adiabate Entspannung wird das Kltemittel abgekhlt. Der Saugdruck wird durch die Regelung des Verdichters in der Wrmepumpe so eingestellt, dass die Sattdampftemperatur des Kltemittels unterhalb der Umgebungstemperatur liegt. In dem Verdampfer wird somit Wrme von der Umgebung an das Kltemittel bertragen und fhrt zum Verdampfen des Kltemittels. Als Wrmequelle kann die Umgebungsluft oder ein Solekreis genutzt werden, der die Wrme aus dem Erdreich aufnimmt. Das verdampfte Kltemittel wird dann von dem Verdichter angesaugt. Aus dem oben beschriebenen Beispiel ist ersichtlich, dass durch Einsatz der elektrisch betriebenen Wrmepumpe bei dem vorausgesetzten Temperaturniveau kein wesentlich hherer thermischer Wirkungsgrad gegenber der konventionellen Direktbeheizung mglich ist. Das Verhltnis verbessert sich zugunsten der elektrisch angetriebenen Wrmepumpe, wenn Abwrme auf hohem Temperaturniveau als untere Wrmequelle genutzt werden kann oder die Geothermie auf hohem Temperaturniveau unter Verwendung geeigneter Erdwrmebertrager genutzt werden kann.
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Wrmepumpe mit l- oder Gasmotorantrieb
Ein deutlich hherer thermischer Wirkungsgrad kann erreicht werden, wenn die Primrenergie als Gas oder l in einem Motor zur Erzeugung technischer Arbeit zum direkten Antrieb des Wrmepumpenverdichters genutzt werden kann. Bei einem exergetischen Wirkungsgrad des Motors von 35 % und einer Nutzung der Motorabwrme zu 90 % kann ein gesamtthermischer Wirkungsgrad von 1,8 erzielt werden. Allerdings muss der erhebliche Mehraufwand gegenber der direkten Beheizung bercksichtigt werden, der durch wesentlich hhere Investitionen und Wartungsaufwand begrndet ist.
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Detaillierte Beschreibung von Wrmepumpen zur Gebudebeheizung
Zur Beheizung von Gebuden werden meist Elektro-Kompressions-Wrmepumpen verwendet. Es finden jedoch auch Absorptions- bzw. Adsorptions-Wrmepumpen Verwendung. Das Funktionsprinzip lsst sich gut mit einem Khlschrank vergleichen, der innen khlt und auen heizt. Viele dieser Systeme knnen im Umkehrbetrieb auch zur Khlung eingesetzt werden. Da Wrmepumpen zum Teil erhebliche Anlaufstrme haben, die zu Netzrckwirkungen (Spannungseinbrchen) fhren knnen, muss der Anschluss vom Energieversorgungsunternehmen genehmigt werden. Die Genehmigung wird im Regelfall mit bestimmten Auflagen (Anlaufstrombegrenzung, Anlufe/Stunde beschrnkt) erteilt. Das verdichtete Kltemittel kondensiert im Verflssiger. Dies ist ein Wrmebertrager, der auf der Gegenseite mit einem Wrmetrger, in der Regel Wasser oder einem Wasser-Sole-Gemisch (Frostschutz), beaufschlagt wird. Die bei der Verflssigung des Kltemittels frei werdende Wrme wird vom Wrmetrger aufgenommen und auf die Heizkrper oder Heizflchen bertragen. Die Wrmeleistung, die, bezogen auf die eingesetzte elektrische Leistung des Verdichtermotors, am Verflssiger genutzt werden kann, steigt mit abnehmender Differenz zwischen der Verdampfungs- und der Verflssigungstemperatur im Kltemittelkreislauf der Wrmepumpe. Das Verhltnis der Wrmeleistung zur elektrischen Leistung wird als Leistungszahl einer Wrmepumpe (COP) bezeichnet. Eine niedrige Wrmetrgertemperatur (Vorlauftemperatur) wird insbesondere mit Fubodenheizungen erreicht, da eine groe Wrmebertragungsflche genutzt werden kann. Es sollte eine gute Wrmedmmung fr das zu beheizende Gebude angestrebt werden, um bei geringem Wrmebedarf eine geringe Vorlauftemperatur des Wrmetrgers fahren zu knnen. Das Verhltnis von Heizflche zu der mittleren bertemperatur von Heizkrper oder einer Fubodenheizung verndert sich exponentiell. Dies ist mit der vernderten Leistungsabgabe von Boilern bei steigenden Primrtemperaturen zu vergleichen. Diese Problematik verursacht zudem, dass mittels Wrmepumpe die Speichertemperatur nur auf eine bestimmte Temperatur angehoben werden kann. Die zu erzeugende Warmwassertemperatur ist von dem maximalen Verdichter-Hochdruck abhngig. Bei der Beheizung von Boilern mittels Erdsonden muss darauf geachtet werden, dass die Erdsonde nicht mit mehr als 100 W(therm.)/m Sonde belastet wird.
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kologische Bilanz
Die Umweltvertrglichkeit einer Elektro-Kompressions-Wrmepumpe wird durch folgende Faktoren beeinflusst:
  • Art der Stromerzeugung (CO2-Bilanz, Schadstoffemission, Kraftwerkswirkungsgrad).
  • Die direkten und indirekten Investitionen fr das Gesamtsystem Wrmepumpe,
  • Verluste bei der Leitung des elektrischen Stroms,
  • Leistungszahl der Wrmepumpe (Bauart des Verlssigers, Temperaturniveau).
Unter Bercksichtigung der Verluste bei der Stromerzeugung und -leitung betrgt der Gesamtwirkungsgrad etwa 30%. Das liegt im wesentlichen an beralterten Kraftwerken aber auch an den Leitungsverlusten auf dem Weg zum Endverbraucher. Bei einem Wirkungsgrad von 30% bentigt man 3,3 Teile Primrenergie um einen Teil Strom zu erzeugen. Eine Wrmepumpe mit einer Jahresarbeitszahl von 3 erzeugt - bezogen auf die Aufnahme elektrischer Energie - die dreifache Wrmeenergie. Unter Bercksichtigung des oben genannten Wirkungsgrades der Stromerzeugung steht 90% der in dem Kraftwerk eingesetzten Primrenergie fr die Beheizung zur Verfgung. Dies entspricht etwa dem feuerungstechnischen Wirkungsgrad eines Heizl- oder Gasheizungskessels, dabei ist die Primrenergiebilanz der Wrmepumpe im Vergleich zur direkten Verbrennung ausgeglichen. Ein klogischer Vorteil besteht hier, dass im Kraftwerk emissionsreiche Brennstoffe verbrannt werden knnen, die fr die Verbrennung in huslichen Feuersttten nicht zulssig sind. Allerdings ist in Lndern mit hohem hydroelektrischen Anteil an der Stromerzeugung (z.B. Schweiz, sterreich, Norwegen) oder Lndern mit hohem Anteil an anderen erneuerbaren Energien (z.B. Dnemark) der Einsatz einer Wrmepumpe kologisch vorteilhafter, da die Emissionen bei der Stromerzeugung im Mittelwert geringer ausfallen. Da neuerdings die EVU per Gesetz verpflichtet sind, die Herkunft ihres Stromes anzugeben, muss jeder fr sich selbst entscheiden, ob die Umweltvertrglichkeit fr den Betrieb einer Wrmepumpe ausreicht. Allerdings kann heute jeder selbst Einfluss darauf nehmen, wie umweltvertrglich sein Strom ist. Derzeit sind die Preise z. B. fr Strom ausschlielich aus Wasserkraft aber teurer als die normalen Strompreise, was sich jedoch bei weiter steigenden Primrenergiepreisen relativieren wird. Trotzdem wird gerade dieser Punkt in Deutschland dauernd und z. T. kontrovers diskutiert. Wrmepumpen knnen in der Gesamtbetrachtung Brennstoff bzw. Primrenergie einsparen, da sie den Groteil der Wrmeenergie vor Ort, der Umgebung (siehe Absatz Wrmequellen) entnehmen. Brennstoffe fr Heizzwecke machen den Groteil des deutschen Primrenergiebedarfs aus. Wrmepumpen bieten an dieser Stelle Potential zur CO2-Einsparung. Zur Umweltvertrglichkeit eines Systems gehrt neben dem Wirkungsgrad und der CO2-Bilanz auch die Mglichkeit in grotechnischen Kraftwerksanlagen die Rauchgasreinigung zentral und optimal zu kontrollieren. Aus Umweltgesichtspunkten muss auch das Kltemittel bercksichtigt werden, das in der Wrmepumpe verwendet wird. Im direkten Vergleich zu einer lheizung muss angemerkt werden, dass l mittlerweile auf extrem umweltschdliche Art und Weise aus Teersanden (in Kanada) oder aus Steinkohle (Sdafrika) produziert wird. Wrde sich diese Art der lproduktion weiter ausbreiten, so wrden erhebliche Mengen an klimaschdlichem CO2 schon bei der Erzeugung des Heizles freigesetzt.
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Kosten
Direkte Investition
Gute Wrmepumpenheizungen auf Erdkollektor- bzw. Erdsonden-Basis kosten im Neubau kaum mehr als eine lheizung. Gasheizungen sind jedoch kostengnstiger in der Anschaffung, nicht so sehr im Betrieb. Eine Wrmepumpenheizung mit Erdsonde und Fubodenheizung, evtl. auch teilweise Wandheizung, erspart Tankraum, Kamin, lbehlter, Jahresservice, Rauchfangkehrer, Stromkosten fr Brenner etc.
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Indirekte Investition
Die Anschlussleistung einer installierten Elektro-Wrmepumpe muss zustzlich zum allgemeinen Bedarf im Stromnetz bereitgestellt werden. Die Investitionen fr diese neue Kraftwerksleistung ist zu den Investitionen der Wrmepumpe hinzuzurechnen, da sie ohne diese nicht notwendig wre. Fr eine Wrmepumpe mit 5 kW ergeben sich dabei, je nach verwendeter Technik und Primrenergietrger, Investitionen von ca. 2.500 bis 15.000 , welche auf alle Stromkunden umgelegt werden. Wrden alle Heizungen in Deutschland (ca. 20 Millionen) mit dieser Wrmepumpe ersetzt, wre dafr der Neubau von 100 Grokraftwerken (je 1 GW) ntig. Dieses Vorhaben ist mit 50 bis 300 Mrd. Kosten weder finanziell noch logistisch zu bewerkstelligen. Auch wenn diese zustzliche Leistung nur an wenigen, sehr kalten Tagen im Jahr, selbst nur fr einige Stunden vollstndig abgerufen wird, muss sie trotzdem vorgehalten werden. Im Sommerhalbjahr hingegen ist diese Leistung nicht nutzbar, da kein Heizbedarf besteht und der Strombedarf insgesamt niedriger ist. Daraus ergibt sich eine aus betriebswirtschaftlicher Sicht sehr ungnstige Situation: Der Investitionskostenanteil am Strompreis steigt durch die niedrige Auslastung um ein mehrfaches und muss wieder auf den allgemeinen Strompreis umgelegt werden. Der Strom fr Wrmepumpen wird trotzdem deutlich unter dem Normaltarif abgegeben, dies stellt die dritte Subvention der allgemeinen Stromkunden fr die Betreiber einer Elektro-Wrmepumpe dar. Wegen der Halbierung der erforderlichen Primrenergien spart der Staat Devisen und schafft deshalb Anreize fr eine Umstellung. Das Tempo der Umstellung auf klimafreundliche Heizsysteme wird uns die Entwicklung des Weltklimas diktieren, bzw. die CO2-Steuer und der l/Gas- Preis die heutigen Kostenberlegungen bald zugunsten eines Wrmepumpenheizsystemes verndern lsst. Wrmepumpen sind zwar in der Regel mit Abschaltmglichkeiten (Schaltuhr bzw. Rundsteuerung) versehen, um im Falle der Netzhchstlast keinen Beitrag zu liefern. Diese Abschaltmglichkeit ndert aber nichts am beschriebenen Problem der Lasterhhung im Netz. Moderne, normal ausgelegte Heizgerte sind an den kltesten Tagen annhernd rund um die Uhr in Betrieb, gelegentliche Abschaltung zu Spitzenlastzeiten sind dabei zwar mglich, eine ntige Vollverschiebung vom Tag in die nchtliche Schwachlastzeit aber nicht. Zum einen wrde dies einen groen Wrmespeicher erfordern, zweitens msste dabei die Leistung der Wrmepumpe verdoppelt werden, was zum beschriebenen Problem wiederum kontraproduktiv ist. Der Transportaufwand als Produkt aus Wegstrecke x Volumen der jeweiligen Energietrger vom Abbauort zum Verbrennungsort verursacht bei der Wrmepumpenheizung nur die Hlfte an Transportkosten und Transportrisiken, als dies bei der privaten konventionellen Heizung der Fall ist, es addieren sich allerdings die Leitungsverluste im Stromnetz. Dafr ist der technische Standard hinsichtlich Luftschadstoffbehandlung im Kraftwerk weitaus besser, als bei der Verfeuerung im privaten Bereich. Zusammenfassend ist festzustellen, dass eine Elektro-Wrmepumpe, im Gegensatz zur konventionellen Heizung, auerhalb ihres Einsatzortes im Kraftwerk indirekte Kosten in mehrfacher Hhe verursacht, welche durch den allgemeinen Stromtarif gesttzt werden mssen. Den indirekten Kosten muss der langjhrig eingesparte Primrenergieaufwand (Devisen) gegengerechnet und klimatechnisch (CO2-Emissionsrechte) bewertet werden.
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Betriebskosten
Bei einem derzeitigen Brutto-Strompreis von 20 Cent/kWh (Haushalts-Tarif, Stand 06/2006, inkl. aller Steuern und Abgaben) und einer Jahresarbeitszahl JAZ der Wrmepumpenheizung von im besten Fall 4,0 kostet die Erzeugung der Niedertemperatur-Nutzwrme aus Erdwrme 5 Cent/kWh (brutto). Auerdem knnen die Kosten fr den Schornsteinfeger entfallen, wenn kein zustzlicher Kachelofen o.. vorhanden ist. Der Liter Heizl kostet derzeit (Stand 06/2006) ca. 0,62 und beinhaltet etwa 10 kWh thermisch nutzbare Energie. Somit ergibt sich ein Preis von etwa 6,2 EuroCent/kWh fr l. Sehr moderne l-Brennwertthermen weisen im realen Betrieb Wirkungsgrade von mehr als 90 % auf. Damit ergibt sich ungnstigstenfalls fr die Erzeugung der Nutzwrme ein Preis von 6,8 Cent/kWh Wrme. Gas-Brennwertheizungen mit auf den Heizwert bezogenen Wirkungsgraden von ber 100 % bentigen laut der ko-Institut-Studie Gas-Brennwertheizkessel als EcoTopTen-Produkt dennoch 1,114 kWh Primrenergie pro kWh Nutzenergie. Inbegriffen ist dann ebenfalls der Strom, der fr die Umwlzpumpe etc. bentigt wird. Sie verursachen daher ebenfalls Kosten in Hhe von ca. 6,8 Cent pro kWh Nutzwrme. Ein eventuell vom lokalen Stromversorger angebotener Wrmepumpentarif ist bzw. kann erheblich billiger sein als der verwendete Haushaltstarif. Der reine kWh-Preis liegt jedoch immer hher als der von fossilen Energietrgern. Daher ist der nur sinnvoll in Verbindung mit einer Wrmepumpe einsetzbar, die mehr als 3 Viertel der gesamten Heizenergie der Umwelt entzieht. Bundesweite Wrmepumpen-Tarife werden in Deutschland momentan nicht angeboten, da dies in der Verbnde-Vereinbarung zum Stromhandel nicht vorgesehen ist. Die Stadtwerke Schwerin bieten beispielsweise einen extrem gnstigen Tarif (2005) von 10,4 Cent/kWh brutto zzgl. einem Grundpreis von 4,15 /Monat brutto an. Verschiedene Stromkonzerne und Wrmepumpenbetriebe verffentlichen Werbestatistiken, die sich auf z.Z. (2005) sehr gnstige Wrmepumpentarife beziehen. Die EnBW verffentlicht beispielsweise eine bersicht der Jahresbetriebskosten fr 3 Heizsysteme. Demnach verursacht die
  • Erdwrme-Wrmepumpe: 375 fr Energie, 72 fr Nebenkosten; in Summe 447 .
  • l-Zentralheizung: 767 fr Energie, 355 fr Nebenkosten; in Summe 1.122
  • Erdgas-Zentralheizung: 609 fr Energie, 364 fr Nebenkosten; in Summe 973
Diese Kosten beinhalten die Mehrwertsteuer fr Nebenkosten, beinhaltend Grundpreise, Schornsteinfeger, Wartung, bentigte Versicherungen, TV und Strom fr Pumpen und Brenner. Als Referenz-Objekt wurde eine Sole/Wasser-Wrmepumpe mit Erdsonde als Wrmequelle fr die Beheizung eines 150 m Einfamilienwohnhaus mit 90 kWh/m pro Jahr; die lheizung mit Niedertemperatur-Kessel und die Erdgas-Zentralheizung mit einem Brennwertkessel ausgerstet. Aktuelle Strompreise zum 1. Quartal 2005 fr den Wrmepumpenbetrieb (EnBW Wrmepumpentarif) betrgt 9,5 ct/kWh, 40,9 ct/Liter Heizl und 4,06 ct/kWh (EnBW Gas GmbH) fr Erdgas. Da ein Gebude jedoch auch Wrme fr die Trinkwasserbereitung bentigt und diese hufig bei Wrmepumpenheizung mittels elektr. Durchlauferhitzer erfolgt, sind die Gesamtkostendifferenzen oft erheblich ungnstiger fr die Wrmepumpe, als zuvor dargestellt. Aus hygienischer Sicht (Legionellenschutz) ist es bei greren Trinkwasserspeichern (>400l) sinnvoll bzw Pflicht, diese auf 60 C einzustellen, bei einer so hohen Temperatur ist die Arbeitszahl einer Wrmepumpe meist weit unter 3 und somit nicht sehr wirtschaftlich.
Quelle: Wikipedia, Auszug aus dem Artikel: Wrmepumpenheizung. Eine Liste der Autoren finden Sie hier. Lizenz siehe Seitenende.
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