Wärmepumpen - eine nachhaltige Energietechnik - SATAG
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Umwelt-Energie<br />
Wärmequelle<br />
Erdwärme<br />
+ 2 bis + 12 ° C<br />
Wasser<br />
+ 4 bis + 12 ° C<br />
Luft<br />
– 14 bis + 20 ° C<br />
Heizung<br />
+ 24 bis + 55 ° C<br />
Fussbodenheizung<br />
Niedertemperaturradiatoren<br />
Wandheizung<br />
Bild 3<br />
Wärmepumpe im Waschraum neben den andern<br />
Elektrogeräten (von links: Waschmaschine, Tiefkühlschrank,<br />
Elektroboiler, Wärmepumpe, Bild <strong>SATAG</strong>).<br />
Bild 4<br />
Grundfunktion der Wärmepumpe.<br />
Elektrizität an der Komfortwärme, in<br />
Frankreich liegt er bei 33%! Andererseits<br />
sollen die <strong>nachhaltige</strong>n, umweltschonenden<br />
Techniken zugunsten der CO 2 -Reduktionsziele<br />
noch mehr eingesetzt werden.<br />
Die FWS hat im Rahmen von<br />
Energie Schweiz folgende Zielwerte definiert:<br />
50% der Neubauten und 10% der<br />
Heizungssanierungen sollen mit <strong>Wärmepumpen</strong><br />
ausgerüstet werden. Dies ergibt<br />
ca. 14000 <strong>Wärmepumpen</strong> pro Jahr, also<br />
<strong>eine</strong> Verdoppelung gegenüber heute. Die<br />
Strategie der EHPA geht europäisch das<br />
gleiche Ziel an: Verdoppelung der jährlichen<br />
Verkäufe. <strong>Wärmepumpen</strong> sind also<br />
in <strong>eine</strong>m soliden Wachstumssektor positioniert.<br />
COP: Verhältnis der Heizleistung (P H ) zur effektiven Leistungsaufnahme<br />
(P E ) der Wärmepumpe.<br />
JAZ: Verhältnis der Heizarbeit (Q H) zur effektiven Energieaufnahme<br />
(Q E ) der Wärmepumpe während <strong>eine</strong>s Jahres.<br />
Schallleistungspegel (L W ): Zehnmal der Logarithmus zur Basis 10 des<br />
Verhältnisses der vorhandenen Schallleistung zur Referenzschallleistung<br />
(1 pW = 10 -12 W), angegeben in Dezibel.<br />
Bild 5<br />
Definitionen der<br />
Kennzahlen nach<br />
EN255 (COP und<br />
LW) bzw. AWP<br />
(JAZ)<br />
Bild 6<br />
So holt die<br />
Wärmepumpe<br />
erneuerbare<br />
Energie aus der<br />
Natur.<br />
Prinzip und Kennzahlen<br />
Viele Hausbesitzer kaufen <strong>Wärmepumpen</strong>,<br />
weil diese<br />
1. erneuerbare Energie nutzen<br />
2. verlässliche Elektrogeräte sind<br />
3. zurzeit tiefe Energiekosten im Vergleich<br />
zu Öl und Gas haben.<br />
Wie erfüllt die Wärmepumpe diese Punkte?<br />
Dazu müssen wir die Funktionsweise<br />
des Gerätes ansehen. Sie ist prinzipiell dieselbe<br />
wie beim Kühlschrank, neben dem<br />
sie oft steht (siehe Bild 3). Die Nutzung ist<br />
gegengleich: während das Kühlgerät s<strong>eine</strong>m<br />
Innern Wärme entzieht, entzieht die<br />
Wärmepumpe Wärme der Umgebung.<br />
Der Kühlschrank gibt die Abwärme an die<br />
Umgebung ab, während die Wärmepumpe<br />
diese der Bodenheizung zuführt. Die<br />
Funktionsweise der Wärmepumpe ist in<br />
Bild 4 schematisch dargestellt. Der Prozess<br />
läuft im Innern des Gerätes ab und braucht<br />
dem Anwender – wie beim Kühlschrank –<br />
nicht im Detail bekannt zu sein. Die Technologien<br />
beider Gerätetypen sind sehr zuverlässig<br />
und in den Standardgrössen sehr<br />
wartungsarm. Der Unterschied bei der Anwendung<br />
ist vor allem der, dass der im<br />
Haus zu heizende Raum unterschiedlich<br />
gebaut ist, nicht jedoch der Kühlraum <strong>eine</strong>s<br />
Kühlschrankes. Die notwendige Heizleistung<br />
und die Auswahl der Wärmepumpe<br />
richten sich nach dem für diesen<br />
individuellen Bau errechneten Wärmebedarf.<br />
Dies wird im Teil 2 präzisiert.<br />
Für die Deklaration der Effizienz des<br />
Gerätes werden Kennzahlen zu Vergleichszwecken<br />
verwendet. Die wichtigsten<br />
sind:<br />
Bild 7<br />
Übersicht wichtigste Arbeitsmittel.<br />
• COP (Coefficient of performance,<br />
Leistungszahl im Heizbetrieb), welcher<br />
die Heizleistung dividiert durch den<br />
Verbrauch an Elektrizität bei genormten<br />
Innen- und Aussentemperaturen<br />
darstellt.<br />
• Eine weitere wichtige Kennzahl ist der<br />
Schallleistungspegel, welcher ein Qualitätsmerkmal<br />
für die Bauweise, die<br />
Laufruhe des elektrischen Kompressors<br />
und die Schalldämmung ist.<br />
• Die JAZ (Jahresarbeitszahl) ist die Vergleichsgrösse<br />
für die Güte des ganzen<br />
Systems über <strong>eine</strong> Jahresperiode gemittelt.<br />
Sie hängt, bei gegebenem COP<br />
2 Separatdruck aus Elektrotechnik Nr. 7-8/01