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Heizungstechnik (allgemein), Installationstechnik, kombinierte Heizsysteme, Heizung im Neubau, Klimatechnik, Umstieg auf neue Heizungsanlage (Heizungssanierung)
GESBB
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Beitragvon GESBB » 07.07.2016 09:53 Uhr

Die Verbrennung fossiler Energieträger, wo Kohlenstoff über Millionen Jahre deponiert, eingelagert wurde und von modernen Industriegesellschaften innerhalb weniger Jahrzehnte kurzfristig und schlagartig freigesetzt werden, belastet die Umwelt exorbitant und führt zu bekannten Klimakatastrophen.

Bei Neubauvorhaben können hier WP Systeme unterschiedlichster Art und Konfigurationen umweltfreundlich und zudem für den Betreiber sehr wirtschaftlich sein, vorausgesetzt, die jeweilige Anlage wurde fachlich kompetent "wärmepumpenfreundlich" dimensioniert. In Kombination mit PVA lassen sich die Verbrauchskosten für Heizung, WW, Lüftung, Kühlung und ggf. mehr, zum "Nulltarif" gestalten.
Immerhin sind hier kostenfrei 70...80% und mehr Umweltenergie nützlich verwertbar.
Unvermeidbare CO2 Belastungen reduzieren sich auf lediglich 20...30% bzw. deutlich weniger.

In vorhandenen Bestandsanlagen, meist Verbrennungswärmeerzeuer, lassen sich diese jedoch nicht einfach durch WP ersetzen, weil vorhandene Heizflächen und z.B. Hydraulik hierfür absolut nicht geeignet (wärmepumpenfreundlich) sind.
Nur bei möglichen Totalsanierung ergeben sich hier sinnvolle Anwendungsmöglichkeiten.

In D existieren andererseits ca. 15 Mio EFH/ZFH mit überwiegend Verbrennungswärmeerzeugern, die mit meist exorbitant überhöhten Verbrauchskosten und Umweltschädigungen belastet sind, welche meist relativ einfach reduzierbar wären, was sich leicht durch Verwendung von WMZ nachweisen lässt.

v.g.

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Beitragvon WP Fan » 10.07.2016 21:03 Uhr

WMZ=Wärmemengenzähler?
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Beitragvon GESBB » 11.07.2016 06:48 Uhr

WP Fan hat geschrieben:WMZ=Wärmemengenzähler?


Korrekt. Bei WP ist deren Verwendung nahezu obligatorisch, um deren JAZ (Jahresarbeitszahl) zu ermitteln.
Ich verwende generell jedoch die Thermische Anlagenaufwandszahl nth, um unterschiedlichste Wärmeerzeuger beurteilen bzw. vergleichen zu können.

für WP ist nth = 1/JAZ

Energieverbrauch = nth x tatsächlicher Energiebedarf
Energieverbrauch - gemessen am Verbrauchszähler (Öl, Gas, Strom...)
tatsächlicher Energiebedarf - gemessen mittels WMZ
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Beitragvon moderne.heizung » 12.07.2016 10:10 Uhr

Hallo GESBB,

Die effiziente Nutzung von Wärmepumpen in Bestandsbauten mit Wärmeverteilsystemen mit hohen Systemtemperaturen würde ich ebenfalls kritisch hinterfragen.

Wichtig ist ebenfalls die von dir geschilderte fachlich kompetente Planung und Installation. Deine Ausführungen zum „Nulltarif“ der Verbrauchskosten für die Wärmebereitstellung würde ich aber kritisch hinterfragen. Die Anschaffungskosten bei Wärmepumpensystemen sind sicherlich im Schnitt deutlich höher als bei durch fossile Brennstoffe betriebene Brennwertkessel.

Auch durch die Installation einer PV-Anlage wird doch ein großer Teil des elektrischen Energieverbrauchs für die Wärmebereitstellung im Winter aus dem Stromnetz betrieben, dessen Kraftwerke ja immer noch deutlich überwiegend mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Daher kann die PV in meinen Augen nur einen relativ kleinen Teil der Speisung der Wärmepumpe übernehmen. Auch muss zu Produktionszeiten der PV (tagsüber) sichergestellt sein, dass dort auch die Wärmepumpe läuft und den Wärmespeicher möglichst lädt.

Eine Möglichkeit der Erhöhung des Eigenverbrauchs ist dann sicherlich noch die Installation eines Elektrospeichers. Aber auch hier sollten die Anschaffungskosten nicht unterschätzt werden, zusätzlich müssen Ein-/Ausspeiseverluste und Aufwendungen für das Speichermanagement bedacht werden.

Beste Grüße, Erik von moderne.heizung

GESBB
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Beitragvon GESBB » 13.07.2016 10:20 Uhr

moderne.heizung hat geschrieben: Deine Ausführungen zum „Nulltarif“ der Verbrauchskosten für die Wärmebereitstellung würde ich aber kritisch hinterfragen. Die Anschaffungskosten bei Wärmepumpensystemen sind sicherlich im Schnitt deutlich höher als bei durch fossile Brennstoffe betriebene Brennwertkessel.

Das hängt wie stets vom Einzelfall ab. Wichtig für den Endverbraucher dürfte die Gesamtwirtschaftlichkeit sein.
Eine z.B. vollmodulierende LWP kostet weniger, als ein GBW Gerät plus Anschlußkosten.
Im Bestand werden GBW Geräte bei vorhandenem und bereits bezahlten Gasanschluß meist die Nase vorn haben. Immerhin existieren ca. 15 Mio Bestandsanlagen (2013), die dringend einer Verbesserung bzw. Optimierung bedürfen. Entsprechende Planung/ Dimensionierung vorausgesetzt!
Ab 2013 kommen jährlich ca. 0,1 Mio Neuanlagen hinzu, Tendenz stagnierend.
Als Planer stehen mir bei Neubauvorhaben im Gegensatz zum Bestand, nahezu sämtliche Freiheitsgrade offen.
GBW rangiert hier daher erst nach modernen WP Anlagen.
moderne.heizung hat geschrieben: Auch durch die Installation einer PV-Anlage wird doch ein großer Teil des elektrischen Energieverbrauchs für die Wärmebereitstellung im Winter aus dem Stromnetz betrieben,....

Wie hoch ist dieser Anteil innerhalb einer Jahresbilanz?
moderne.heizung hat geschrieben: ...
Auch muss zu Produktionszeiten der PV (tagsüber) sichergestellt sein, dass dort auch die Wärmepumpe läuft und den Wärmespeicher möglichst lädt.

Gut dimensionierte WP-Anlagen benötigen für den Heizbetrieb, anders als bei der bevorratenden WW-Bereitung, keinen thermischen Wärmespeicher. Im Gegenteil, er reduziert deren Energieeffizienz.
WW Bereitung/Beladung sollte bevorzugt, insbesondere bei LWP, in den Mittagszeiten erfolgen, wo die benötigte Heizleistung für das Gebäude am geringsten ist. Hierfür sind spezielle WP-WW-Speicher sinnvoll.

Sicherlich orientierend hilfreich:https://broschueren.nordrheinwestfalendirekt.de/broschuerenservice/energieagentur/leitfa den-waermepumpekombination-von-waermepumpe-und-photovoltaik/2078

v.g.
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Beitragvon moderne.heizung » 13.07.2016 15:54 Uhr

Hallo GESBB,

wie du schreibst hängt es natürlich vom Einzelfall ab, welches System Sinn macht und die wirtschaftlich optimale Lösung darstellt. Durch die Vielzahl an heute verfügbaren Anlagenvarianten und deren Konstellationen kann man natürlich keine allgemeingültige Antwort geben.

Auch bei der Deckung des Verbrauchs der Wärmepumpe durch die Photovoltaikanlage kommt es natürlich auf viele Randbedingungen an (Art, Größe bzw. installierte Leistung und Ausrichtung der verbauten PV-Module, Art der Wärmepumpe, Wärmeverteilung, etc.), daher werden sich sicherlich viele Quellen mit unterschiedlichen Ergebnissen finden lassen. Das von dir verlinkte Dokument habe ich noch nicht ganz gelesen, aber auf den ersten Blick konnte ich auch aus den Berichten der Hausbesitzer keine konkreten Zahlen für spezifische Zeiträume erkennen. Als Diskussionseinstieg sei einmal folgende Quelle aufgeführt, die die PV-Erzeugung im Bundesdurchschnitt mit dem Wärmeverbrauch im Bestand korreliert:

https://cdn.daa.net/images/waermepumpe/ ... oltaik.jpg

Daraus lassen sich jetzt natürlich verschiedene Kennzahlen bilden. Nehmen wir die fünf verbrauchsintensivsten Monate der Wärmeseite stellen diese etwa 75 % des Jahresgesamtverbrauchs an Wärme dar. In dem Zeitraum erzeugt die PV unter 25 % ihrer jährlichen Gesamtarbeit. Das ganze kann man nun natürlich verschieben, indem man weitere Monate hinzunimmt. Dennoch denke ich das es auch bei gut gedämmten Gebäuden schwierig wird, in den sehr kalten Wintermonaten eine nennenswerte Deckung durch die PV zu erzielen.

Beste Grüße, Erik von moderne.heizung


GESBB
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Beitragvon GESBB » 14.07.2016 07:56 Uhr

moderne.heizung hat geschrieben:.... Als Diskussionseinstieg sei einmal folgende Quelle aufgeführt, die die PV-Erzeugung im Bundesdurchschnitt mit dem Wärmeverbrauch im Bestand korreliert:..

Sinnvoll ist die Darstellung sicherlich nicht, denn bei Neubauten dürfte das völlig anders aussehen, da die Heizlastkennlinie f(AT) deutlich flacher verläuft, insbesondere bei KWL mit WRG.
Zudem ist bei WP ja nur der Anteil relevant, der tatsächlich aus dem Stromnetz bezogen und bezahlt werden muß.
Bei z.B. SWP beträgt dieser, sofern anlagentechnisch korrekt dimensioniert, gerade einmal ~ 22%. Der Rest 78% kann als kostenlose Umweltenergie genutzt werden.
Da dürfte die bildliche Darstellung völlig anders aussehen ;-)
moderne.heizung hat geschrieben:.... Dennoch denke ich das es auch bei gut gedämmten Gebäuden schwierig wird, in den sehr kalten Wintermonaten eine nennenswerte Deckung durch die PV zu erzielen.

Es kommt nicht auf einzelne Detailpunkte, sondern eine gesamtheitliche Jahresenergiebilanz an.
Einzelne, kurzfristige Unterdeckungen, werden bei sorgfältiger Anlagendimensionierung, durch Überproduktion deutlich aufgefangen. Überproduktionen können verkauft werden, oder für Kühlung, E-Car Moilität, Haushaltsstrom selbst verwertet werden. Es ist daher nicht unerheblich, welche Prozesse insgesamt berücksichtigt werden.
Bisher wenig beachtet, dass aufgeständerte, also hinterlüftete, PV Module die Kühllasten in sommerlichen Hitzeperioden passiv deutlich senken, wodurch der direkte Einsatz technischer Kälte meist nicht erforderlich ist (Kühllastberechnung).
Andererseits lässt sich mit WP direkt oder indirekt Kühlen, da hier im Gegensatz zum Heizbetrieb, Sonnenangebot und tatsächlich benötigter Bedarf völlig konform verlaufen.
Mit konventionellen Wärmeerzeugern ist das wohl kaum realisierbar.

v.g.
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Beitragvon moderne.heizung » 14.07.2016 11:16 Uhr

Hallo GESBB,

je nach Situation gibt es sicherlich andere mögliche Quellen, die dann aufgeführt werden sollten. Flächendeckend ist aber nun einmal der Gebäudebestand der Maßstab, der den größten Anteil am Energieverbrauch bewirkt (Neubau- und Sanierungsquote in Deutschland betragen etwa jeweils 1 %).

Es ist natürlich klar dass durch eine Wärmepumpe die Wärmeabgabe im Verhältnis zum Strombezug größer ausfällt. Eine Einheit Elektroenergie ist aber nun mal weder energetisch noch wirtschaftlich gleichzusetzen mit einer Einheit Wärmeenergie, daher muss dies natürlich berücksichtigt werden. Wird bspw. für Gas ein spezifischer Preis von 6 Cent/kWh und Strom 24 Cent/kWh angesetzt, wäre bei einem COP von 4 ein Kostengleichgewicht erreicht. Aber auch hier kommt es dann natürlich auf die konkrete Situation an.

Bei der Betrachtung der PV-Anlage ist eben nicht nur die Jahresbilanz entscheidend, da bei den heutigen Marktbedingungen für eine wirtschaftliche Realisierung die Eigenverbrauchsquote absolut entscheidend ist. Die Eigennutzung kann dann natürlich auch durch andere Verbraucher erfolgen, aber der Anteil von Elektrofahrzeugen an den gesamten Neuzulassungen betrug in Deutschland im Jahr 2015 < 1 %.


Beste Grüße, Erik von moderne.heizung

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Beitragvon GESBB » 15.07.2016 08:54 Uhr

moderne.heizung hat geschrieben:....je nach Situation gibt es sicherlich andere mögliche Quellen, die dann aufgeführt werden sollten.

Da es meist nicht gerade um unwesentliche Investitionen geht, ist es, in Folge der wesentlichen und spezifischen Notwendigkeiten sicherlich angebracht, in Darstellungen auch die jeweils tatsächlichen spezifischen Randbedingungen abzubilden. Andernfalls vergleicht man lediglich Birnen mit Äpfeln, was wohl keinesfalls einer belastbaren Überprüfung stand hält. Andernfalls wohl eher buntes Werbegedöns von Verkäufern.
moderne.heizung hat geschrieben:.... Flächendeckend ist aber nun einmal der Gebäudebestand der Maßstab, der den größten Anteil am Energieverbrauch bewirkt ....

Korrekt, Bestandsanlagen sind aber leider mit erheblich überhöhten Anlagenaufwandszahlen belastet, was eigentlich überhaupt nicht notwendig wäre.
Anlagenaufwandszahlen =, > 2 sind absolut keine Seltenheit.
Energieverbrauch = thermische Anlagenaufwandszahl x tatsächlicher Energiebedarf
Der tatsächliche Energiebedarf lässt sich mittels WMZ im praktischen Betrieb relativ leicht und simpel feststellen, ebenso der Energieverbrauch am jeweiligen Verbrauchszähler.
Die Differenz sind die Verluste :!: Diese entstehen überwiegend durch nicht vorhandene Grundlagenermittlungen und fehlende fachkompetente Anlagendimensionierungen.
moderne.heizung hat geschrieben:... Es ist natürlich klar dass durch eine Wärmepumpe die Wärmeabgabe im Verhältnis zum Strombezug größer ausfällt.
Völlig korrekt, nur deshalb verwendet man diese überhaupt!
moderne.heizung hat geschrieben:...Eine Einheit Elektroenergie ist aber nun mal weder energetisch noch wirtschaftlich gleichzusetzen mit einer Einheit Wärmeenergie,...

Die SI-Einheit für Energie ist stets völlig unabhängig kWh, Nm, J, Ws, kcal etc..;-)
moderne.heizung hat geschrieben:..Aber auch hier kommt es dann natürlich auf die konkrete Situation an.

Korrekt, daher sollte diese auch möglichst exakt definiert bzw. beschrieben sein ;-)
moderne.heizung hat geschrieben:..Bei der Betrachtung der PV-Anlage ist eben nicht nur die Jahresbilanz entscheidend,...

Das sehe ich aus wirtschaftlichen Gründen völlig anders, schließlich werden "die Toten nach der Schlacht" gezählt.
Aufwand / Nutzen.
moderne.heizung hat geschrieben:... für eine wirtschaftliche Realisierung die Eigenverbrauchsquote absolut entscheidend ist. Die Eigennutzung kann dann natürlich auch durch andere Verbraucher erfolgen,...

Völlig korrekt, nicht zuletzt deshalb hat sich daher die Kombi WP + PV für Neubauvorhaben ja auch so sehr positiv gestaltet.

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Beitragvon moderne.heizung » 15.07.2016 15:53 Uhr

Hallo GESBB,

Es ist natürlich richtig wie von uns beiden angesprochen die spezifische Situation zu betrachten. Der Einbau von Wärmemengenzählern und allgemein mehr Sensoren zur Aufnahme von Betriebsparametern und der Ableitung der Betriebsweise und ggf. notwendigen Maßnahmenwäre natürlich wünschenswert, ist praktisch aber gar nicht so einfach durchführbar bzw. nicht so günstig wie man es gerne hätte (Aufschneiden Rohr, Einbau Zähler, regelmäßige Ablesung etc.).

Dass die SI-Einheit dieselbe ist, ist natürlich logisch. Davon ist aber die energetische Wertigkeit der Energieträger unberührt, du wirst ja niemals Wärme komplett in elektrische Energie umwandeln können.

Wenn du bei der PV nur die Jahresbilanz betrachtest vernachlässigst du aber den Effekt der Eigennutzung, der ja durch die geringe Vergütung für die Einspeisung entscheidend für eine halbwegs wirtschaftliche Betrachtung ist. Daher wären konkrete Zahlen interessant. In dem von dir verlinkten Dokument war bei einer Anlage die Kopplung zwischen PV und Wärmepumpe praktisch noch gar nicht gegeben, was natürlich Gift für die Wirtschaftlichkeit darstellt.

Beste Grüße, Erik von moderne.heizung


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