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Simulation
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Je effizienter die Wärmepumpe, desto niedriger sind die Heizkosten und Kohlendioxyd-
Emissionen.
Welcher Wärmepumpen-Hersteller wirbt nicht mit diesem Satz?
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Die Praxis sieht meist anders aus. Handwerksbetriebe beraten zwar ihre Kundschaft.
Hinsichtlich voraussichtlicher Betriebskosten der Wärmepumpensysteme hält man
sich außerordentlich bedeckt.
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Wie wirken sich jedoch Fehlplanungen, fehlende Erfahrung der Handwerker und
mängelbehaftete Installationen auf die Effizienz der Wärmepumpensysteme aus?
Feldversuche mit Wärmepumpen haben unter praktischen Bedingungen folgende
Ergebnisse erbracht:
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Außerordentlich bedenklich erscheint hierbei die extreme Streubreite der ermittelten
Ergebnisse.
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Unter der Rubrik Wirtschaftlichkeit wurden Grundlagen zur Ermittlung von Jahres-
arbeitszahlen bei Wärmepumpen dargestellt.
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Für den Bauherren ergeben sich nunmehr folgende Fragestellungen:
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- Gibt es eine Möglichkeit die Jahresarbeitszahl und damit die Betriebskosten
des Wärmepumpensystems fundiert vorauszuberechnen?
Wenn ja, welche Angaben zur Anlagentechnik und zur Betriebsweise sowie den
sonstigen Randbedingungen sind hierzu erforderlich?
- Läßt sich das Betriebsverhalten des Wärmepumpensystems simulieren?
- Können aus der Simulation des Wärmepumpensystems Schlußfolgerungen
für die Gestaltung der Anlage und deren Betriebsweise gezogen werden?
- Sind Vorgaben für den Heizungsbaubetrieb zur Anlagengestaltung und der
Betriebsweise möglich?
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Mit der in Anwendung befindlichen Simulationssoftware WPopt kann für fast alle
Wärmepumpensysteme die Jahresarbeitszahl und damit die voraussichtlichen Betriebskosten berechnet werden.
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Zwei Varianten sind hierbei prinzipiell möglich:
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Simulation des Wärmepumpensystems in der Planungsphase
hinsichtlich Energieeffizienz, Dimensionierung der Wärmequellen-
anlage und Energiebilanz. Zusätzlich sind Vergleichsrechnungen
mit anderen Heizsystemen realisierbar.
Erarbeitung konkreter Vorgaben für den Heizungsbaubetrieb
für Dimensionierung und Installation des Wärmepumpensystems.
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Analysierung bestehender Wärmepumpensysteme hinsichtlich
der Energieeffizienz. Darstellung von Optimierungsmöglichkeiten.
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Parameter der Simulations-Software
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Art der Wärmequelle:
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Warmwasserbereitung:
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Wärmepumpendaten:
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Gebäudedaten:
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Klimatische Verhältnisse:
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Tarif des EVU:
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Wärmeverteilsystem:
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Frostschutzmittel:
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- Erdreich mit Horizontalabsorber oder Erdsonden oder
Kombinationen aus beidem
- Wasser
- Luft
- frei wählbarer Quellentemperaturgang
- Direktverdampfung im Erdreich
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- Absorberfläche und -länge
- Direktverdampfungsabsorber
- Anzahl und Tiefe von Erdsonden
- geologische Verhältnisse (Wärmeleitfähigkeit,
Wärmekapazität, Dichte)
- Feuchtegehalt des Erdreiches
- Jahresgang der ungestörten Erdreichtemperatur
- Temperaturveränderungen durch die Kälteleistung
der Wärmepumpe
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- Art des Speichers (Schichtung, Größe)
- Kaltwassereintrittstemperatur
- Temperaturanforderungen
- durchschnittlicher täglicher Wärmebedarf
- evtl. notwendige elektrische Nachheizung
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- Herstellerangaben
- thermische Leistung, elektr. Leistungsaufnahme und
Kälteleistung in Abhängigkeit von der Quellen- und der
Heizwassertemperatur
- Hilfsenergie für Heizungs- und Soleumwälzpumpe
bzw. Ventilator bzw. Tauchpumpe
- Art der Wärmepumpe (Sole / Luft / Wasser / Direkt-
verdampfung
- Einsatzgrenzen
- Betriebsweise (monovalent, monoenergetisch,
bivalent)
- Temperaturdifferenz am Verdampfer und Verflüssiger
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- Heizlast bzw. Wärmebedarf inkl. solarer und interner
Gewinne, gewünschte Raumtemperatur
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- Normaußentemperatur
- Jahresgang der Temperatur am Standort
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- Hoch- und Niedertarifzeiten
- Sperrzeiten des Energieversorgers
- Stromkosten für Wärmepumpe, Umwälzpumpen und
E-Heizstäbe
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- Fußboden- und/oder Wandheizung und/oder
Heizkörper
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- Eigenschaften des Frostschutzmittels bei Erdsonden
und Horizontalabsorbern und daraus resultierender
Wärmeübergang
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Alle Wärmepumpen der genannten Hersteller befinden sich in der Datenbank.
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