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1.3.4
1.3.4
Festlegung der Wärmepumpen-Leistung
1.3.4.1
Luft/Wasser-Wärmepumpe (monoenergetischer Betrieb)
Luft/Wasser-Wärmepumpen werden überwiegend als monoen-
ergetische Anlagen betrieben. Die Wärmepumpe sollte dabei
den Wärmebedarf bis ca. -5 °C Außentemperatur (Bivalenz-
punkt) vollständig decken. Bei tiefen Temperaturen und hohem
Wärmebedarf wird bedarfsabhängig ein elektrisch betriebener
Wärmeerzeuger zugeschaltet.
Die Dimensionierung der Wärmepumpenleistung beeinflusst ins-
besondere bei monoenergetischen Anlagen die Höhe der Inves-
titionen und die Höhe der jährlich anfallenden Heizkosten. Je
höher die Leistung der Wärmepumpe, desto höher sind die In-
vestitionen der Wärmepumpe und desto niedriger sind die jähr-
lich anfallenden Heizkosten.
Erfahrungsgemäß ist eine Wärmepumpenleistung anzustreben,
die bei einer Grenztemperatur (bzw. Bivalenzpunkt) von ca.
-5 °C die Heizkennlinie schneidet.
Bei dieser Auslegung ergibt sich gemäß DIN 4701 T10 bei einer
bivalent-parallel betriebenen Anlage ein Anteil des 2. Wärmeer-
zeugers (z.B. Heizstab) von 2%.
Abb. 1.3 auf S. 14 zeigt die Jahresdauerkennlinie der Außentem-
peratur in Essen. Danach ergeben sich weniger als 10 Tage im
Jahr mit einer Außentemperatur von unter -5 °C.
Bivalenzpunkt [°C]
-10
Deckungsanteil [-] bei
1,00
biv.-paral. Betrieb
Deckungsanteil [-] bei
0,96
biv.-altern. Betrieb
Tab. 1.5: Deckungsanteil der Wärmepumpe einer monoenergetischen oder bivalent betriebenen Anlage in Abhängigkeit vom Bivalenzpunkt und der Betriebsweise
(Quelle: Tabelle 5.3-4 DIN 4701 T10)
1.3.4.2
Auslegungsbeispiel für eine Luft/Wasser-Wärmepumpe
Monoenergetische Betriebsweise:
Wärmepumpe mit elektrischem Heizstab
Heizsystem mit einer maximalen Vorlauftem-
peratur von 35 °C
Wärmebedarf des zu beheizenden Gebäudes
Zusätzlicher Wärmebedarf für Warmwasser-
bereitung und gegebenenfalls Schwimmbe-
ckenwassererwärmung
(Wärmebedarf des Gebäudes +
zusätzlicher Wärmebedarf) x Faktor f aus
Tab. 1.2 auf S. 12 (bei z.B. 2 h Sperrzeit) =
(9,0 kW + 1 kW) x 1,1 =
= notwendige
Wärmeleistung
pumpe bei der zugrunde gelegten Normau-
ßentemperatur nach landespezifischen Nor-
men.
Die Dimensionierung der Wärmepumpe erfolgt mittels außen-
temperaturabhängigem Gebäudewärmebedarf (vereinfacht als
Gerade) im Heizleistungsdiagramm und den Heizleistungskur-
ven der Wärmepumpen. Hierbei wird der außentemperaturab-
hängige Gebäudewärmebedarf von der gewählten Raumtempe-
ratur (entsprechende Außentemperatur Punkt 1) auf der
Abszisse (x-Achse) zur berechneten Wärmeleistung (Punkt 2)
bei Normaußentemperatur nach landespezifischen Normen ein-
getragen.
14
-9
-8
-7
-6
0,99
0,99
0,99
0,99
0,96
0,95
0,94
0,93
9,0 kW
1,0 kW
11,0 kW
der
Wärme-
Abb. 1.3: Jahresdauerkennlinie: Anzahl an Tagen, an denen die Außentem-
peratur unter dem angegebenen Wert liegt
Beispiel zu Tab. 1.5 auf S. 14:
Bei einem Bivalenzpunkt von -5 °C ergibt sich bei bivalent-paral-
leler Betriebsweise ein Wärmepumpenanteil von ca. 98%.
-5
-4
-3
-2
0,98
0,97
0,96
0,95
0,91
0,87
0,83
0,78
Abb. 1.4: Heizleistungskurven von zwei Luft/Wasser-Wärmepumpen unter-
schiedlicher Heizleistungen für Vorlauftemperaturen von 35 °C und
außentemperaturabhängigem Gebäudewärmebedarf
-1
0
1
2
0,93
0,90
0,87
0,83
0,71
0,64
0,55
0,46
3
4
5
0,77
0,70
0,61
0,37
0,28
0,19
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