Impressum | 5 |
Inhaltsverzeichnis | 6 |
Vorwort | 10 |
1Wärmepumpen – ein effizienter Weg zur Behaglichkeit | 12 |
2Thermodynamisches Heizen mit Wärmepumpen | 14 |
2.1Geschichte | 14 |
2.2Übersicht zur Marktsituation in verschiedenen Ländern und Zukunftsszenarien | 15 |
2.2.1Allgemeine Trends | 16 |
2.2.2Charakteristik der Marktsituation in ausgewählten Ländern | 17 |
2.3Funktion der Wärmepumpe | 18 |
2.3.1Der ideale Wärmepumpenprozess im log(p)-h-Diagramm | 20 |
2.3.2Der ideale Wärmepumpenprozess im T-s-Diagramm | 21 |
2.3.3Unterschied zwischen realem und idealem Wärmepumpenprozess | 23 |
2.3.4Charakteristik der Wärmepumpe | 24 |
2.4Effizienzkennzahlen | 25 |
2.5Wärmepumpensysteme | 28 |
2.5.1Verdichter, Expansionsventile und periphere Komponenten | 28 |
2.5.2Leistungsregelung | 36 |
2.5.3Möglichkeiten unterschiedlicher Fluidkreise (1-,.2-,.3-Kreis-Systeme) | 38 |
2.6Thermisch angetriebene Wärmepumpen | 40 |
2.7Großwärmepumpen | 43 |
2.8Von Passivhausanwendung bis Altbausanierung – Lösungen für spezifische Anforderungen | 46 |
2.8.1Neubau | 46 |
2.8.2Altbau – Sanierung | 47 |
2.9Kältemittelauswahl | 49 |
2.9.1Die Entwicklung der Kältemittel – ein chronologischer Rückblick | 49 |
2.9.2Einteilung von Kältemitteln in Normen, Richtlinien und Vorschriften | 51 |
2.9.3Bezeichnung von Kältemitteln und chemische Einteilung | 52 |
2.9.4Zusammenfassung | 56 |
3Wärmepumpenheizungen | 57 |
3.1Begriffe und Benennungen | 57 |
3.2Wärmequellen | 58 |
3.2.1Anforderungen und Auswahl | 58 |
3.2.2Wärmequelle Erdreich | 60 |
3.2.3Wärmequelle Grundwasser | 73 |
3.2.4Wärmequelle Außenluft | 75 |
3.2.5Details zum Luftkühler/Verdampfer | 78 |
3.2.6Anwendungsgebiete von Außenluft-Wärmepumpen | 78 |
3.2.7Wärmequelle Abluft | 78 |
3.3Schallproblematik und Lösungsvorschläge | 79 |
3.4Kombination der Wärmepumpen mit thermischen Solaranlagen | 81 |
3.4.1»Konventionelles« System | 81 |
3.4.2Solarwärme als Wärmequelle der Wärmepumpe | 82 |
3.4.3Solarwärme als Wärmequelle der Wärmepumpe – Anlagenbeispiele | 82 |
3.4.4Systembewertung | 84 |
3.5Wärmenutzungsanlage | 84 |
3.5.1Raumheizung | 85 |
3.5.2Trinkwassererwärmung | 89 |
3.6Raumkühlung | 91 |
3.7Dimensionierung und Betriebsarten von Wärmepumpen | 92 |
3.7.1Dimensionierung der Wärmepumpe | 92 |
3.7.2Betriebsarten | 94 |
3.7.3Dimensionierung, Betriebsart und Anteil an Heizarbeit | 99 |
3.7.4Auslegungsbeispiele für monovalenten, bivalenten und monoenergetischen Betrieb | 100 |
4Bewertung der Wärmepumpen | 102 |
4.1Wirtschaftliche Bewertung | 102 |
4.1.1Berechnung der Wärmegestehungskosten | 102 |
4.1.2Annuitätenmethode | 103 |
4.1.3Kapitalgebundene Kosten | 103 |
4.1.4Verbrauchsgebundene Kosten | 104 |
4.1.5Betriebsgebundene Kosten | 105 |
4.1.6Sonstige Kosten | 106 |
4.1.7Kostenvergleich verschiedener Heizungssysteme | 106 |
4.2Energetische Bewertung | 110 |
4.2.1Energieflussbilder und Primärenergieeinsparung | 110 |
4.2.2Effizienz und Effektivität (warum die Arbeitszahlen nicht die ganze Wahrheit sagen) | 113 |
4.3Schadstoffemissionen und Treibhauseffekt | 116 |
4.3.1Schadstoffemissionen | 116 |
4.3.2Treibhausgas-Emissionen | 117 |
4.3.3Einflüsse der Kältemittel | 120 |
5Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Monitoringprojekten | 123 |
5.1Einführung – Bedeutung von Monitoringprojekten | 123 |
5.2Vergleichbarkeit der Ergebnisse aus unterschiedlichen Monitoringprojekten | 123 |
5.3Studien aus unterschiedlichen Ländern (Auszug) | 124 |
5.3.1Schweiz: Feldstudie FAWA | 124 |
5.3.2Großbritannien: »A field trial of heat pumps« | 124 |
5.3.3Europa: »SEPEMO-BUILD« | 125 |
5.3.4Deutschland: Monitoringprojekte des Fraunhofer ISE | 126 |
5.4Best Practice | 130 |
6Wärmepumpen im Smart Grid – Wärmepumpe und PV | 133 |
6.1Herausforderung Energiewende | 133 |
6.2Vision Smart Grid & Smart Market | 134 |
6.3Die Wärmepumpe im intelligenten Versorgungssystem | 135 |
6.4Wärmepumpen und Photovoltaik | 137 |
7Die Effizienz der eigenen Anlage testen | 138 |
7.1Wärmemengenzähler | 139 |
7.2Elektrozähler | 139 |
7.3Anwendungsbeispiele | 140 |
7.4Ermittlung der Arbeitszahl (AZ) | 141 |
7.5Weitere Hinweise | 142 |
8Forschungsausblick | 143 |
8.1Übersicht zur Forschungsförderung von Wärmepumpen in Deutschland | 143 |
8.2Laufende und kürzlich abgeschlossene Forschungsvorhaben | 144 |
8.3Forschungsberichte | 149 |
9Liste der Normen und Richtlinien | 152 |
10Zitierte Literatur und Abbildungsverzeichnis | 156 |
10.1Zitierte Literatur | 156 |
10.2Abbildungsverzeichnis | 160 |
10.3BINE Informationsdienst | 162 |
11Weiterführende Literatur | 163 |
12Organisationen | 165 |
13Autoren | 166 |