Was ist das Ziel der Bundesregierung?
Reduktion der Emissionen bis mitte des jahrhunderts um 80%
95% ist notwendig laut Klimaabkommen
Warum ist der Einsatz von Wärmepumpen sehr sinnvoll?
Weil sie einen sehr hohen Wirkungsgrad haben
Wieviel Geld muss man investieren um zu dem Ziel zu gelangen?
95 Milliarden €
Was ist die Konventionelle Wärmebereitstellung bei der gebäudewärmeversorgung?
• Herkömmliches Konzept (früher): EinzelfeuerungEinzelöfen pro Raum, befeuert mit Scheitholz, Kohlebriketts, Öl, ...
—> umständlich, verschmutzung der Wohnung
• Bis vor kurzem übliches Konzept: ZentralheizungFossil befeuerte Zentralheizung: Öl- oder Gaskessel,Niedertemperatur- oder Brennwertkessel
—> Einfach, komfortabel, günstig
• weitere konventionelle Konzepte: z.B. Stromheizung, etc.Vielzahl an Heizkonzepten wie z.B. elektrisch versorgte Heizung über die Lüftungsanlage, etc.
—> einfach und komfortabel, aber Co2 Ausstoß
Was ist die Vorgabe seit 2009 für zu errichtende gebäude?
15% regenerative Energien verwenden für Wärmeversorgung
Was sind notwendige Wärmeleistungen von Wohn und nicht Wohngebäuden?
Übliche leistungen von Heizkesseln?
letzten beiden Punkte für neuere Häuser
Was ist eine herkömmliche Standard - heizungsanlage?
Was sind ihre Komponenten?
Wärmeerzeugung durch Verbrennung von gas oder Öl in einer Warmwasserheizung
Was ist der Vorteil eines Brennwertkessels?
Durch die Verbrennung entsteht Wasserdampf
—> Die kondesation des dampfs wird ebenfalls genutzt für die Wärmebereitstellung
Was sind Alternativen und moderne Arten der Wärmebereitstellung?
Moderne Gas Brennwert Heizanlage
Was ist der Vorteil von Biomassen?
Co2 neutral ausser Holz
Was ist der Vorteil von Blockheizkraftwerken KWK und wo machen sie sinn?
Kraftwärmekopplung —> Zwei outputs (wärme+strom) für einen Input
MAchen nur bei Mehrfamilienhäusern Sinn ; also da wo mehr Leute wohnen.
Bei einem Zweifamilienhaus macht es keinen Sinn
Moderne gas Brennwert Heizanlage? Was sind die Voraussetzungen für den Einsatz? Was kann man machen um den Wirkungsgrad zu steigern?
4 Wegemischer entfernen
Heizanlagen mit Trinkwasserbereitung
2) Durchlauferhitzer
Was ist eine Energieeffiziente Alternative der Gas Brennwert Heizanlage?
Das Speicherladesystem —> Mischung aus Speichersystem und Durchlauferhitzer
Der Pufferspeicher liefert dem Durchlauferhitzer die restliche Wärme
Heizkessel mit geringer Leistung hier ausreichend
Dimensionierung einer Gas Brennwert Heizanlage. Was besagt der Spitzenlastkessel?
Für was ist die Mehrkesselanlage gut?
Mehrkesselanlage sinnvolle option bei größeren gebäuden
Der Spitzenlastkessel dient nur für Ausnahmefälle wenn es sehr kalt wird und gibt den restlichen Input um auf die Spitzenlast zu kommen. Lohnt sich eher bei größeren Anlagen
Das ist meistens Preiswerter um eine Große Kesselanlage zu kaufen
Folie 182
Pellet - Heizanlage mit Solarwärmeunterstützung und Trinkwasserwärmung?
Im Winter: Wärme über Pellet-Heizung
Im Sommer: reine solare Brachwassererwärmung
Übergangszeit: solare unterstützung der Heizung
Mit Solarwärme kommt man nicht durch den Winter sondern es dient nur zur unterstützung zur heizung
Was ist der vorteil an der Heizunterstützung durch solare Luftwärmung in Luftollektoren?
Vorteil: Nutzbarkeit auch niedriger Temperaturen
Nachteil: kein vollwertiges Heizsystem, nur als Zusatzheizung einsetzbar
Für was ist ein Hypotauscher - System im Wintergarten gut?
zur vermeidung von Überhitzung und Zugluftproblemen
Kann das Energiekonzept verbessern ist aber keine Lösung
Wenn Wintergarten dann unbeheizt weil sonst nicht energetisch sinnvolle ergänzung
Nutzung der Erdwärme?
Kann unterstützen
Was ist ein größeres Konzept der Gebäudeenergieversorgung?
KWK Kraft - Wärme - Kopplung
Strom durch Turbine erzeugt
Nachteile KWK?
Wenn ich im sommer kein wärmebedarf habe greift das Konzept nur bedingt
Die Wärmenutzung muss damit verbunden sein
Was ist der Unterschied einer Dampfturbine und einer Gasturbine?
Dampfturbine: Erhitzung des Dampfs —> bis 600 grad
Gasturbine: Gas wird verbrannt —> Heiße Temperaturen über 1000 grad
Gas und Dampfkraftwerke —> Modernste Kraftwerke
50% - 60% Wirrkungsgrad
Abgaswärme erwärmt Wasser zu Dampf
Dfinition der KWK?
Gleichzeitige Erzeugung thermischer Energie und elektrischer/elektromechanischer oder mechanischer Energie in einem thermodynamischen oder elektromechanischem Prozess
Worin liegt der Vorteil von KWK?
Geringer Wirkungsgrad der Stromerzeugung aber : Abwärme kann zum Heizen genutzt werden
Nutzung Abwärme —> höherer Wirkungsgrad 90%
Geringerer Ressourcenverbrach und CO2 Emmission
Ideal bei zusammenpassendem Strom- und Wärmebedarf
Welche Beriebsweisen gibt es bei der KWK?
wärmegeführt —> mit Stromabgabe ins öffentliche Netz
stromgeführt —> selten, vorwiegend bei Produktionsbetrieben
Welche Ausführungsformen einer KWK gibt es ?
Sinnvolle Einsatzbereiche einer KWK?
Wenn ich KWK vergleiche mit Heizwärme dann bekomme ich hier auch den wirkungsgrad für die Stromerzeugung
KWK ist ein auslaufmodell weil ich Brennstoffe benötige
Zusammenhang Kennzahlen der KWK?
mit steigender Wärmenutzung sinkt zwar der Wirkungsgrad der Stromerzeugung leicht, der Gesamtwirkungsgrad steigt aber stark!
Verschaltung der KWK?
Wenn wehniger Bedarf da ist wird es in den Speicher gegeben
BHKW für Grundbedarf (Motor)
dazu der speicher
und in sonderformen der spitzenlastkessel
Warum hat die Heizkurve Schwankungen?
Wegen der unterschiedstemperatur von innen und außen
Definition Fern und Nahwärme?
Wärmelieferung zur Versorgung von Gebäuden mit heizwärme und Warmwasser.
Fernwärme: Erschließung ganzer Städte oder Stadtteile
Nahwärme: örtliche erschließung einzelner gebäude, Gebäudeteile oder kleinere Wohnsiedlung
Was ist der Grundgedanke bei der Nutzung von Nah und Fernwärme?
Was sind die Komponenten bei der Fern und Nahwärme?
Wo Lohnt sich Nah und Fernwärme?
Wo Leute geballt aufeinander wohnen. Sonst zu viele Verluste auf dem Weg zwischen den Gebäuden
KWK mit Nahwärmenutzung
Was ist bei der Nah und Fernwärme hinsichtlich Energiewende problematisch in der Zukunft?
Was sind mögliche Alternativen?
sinkender Bedarf an Wärme durch gut gedämmte Gebäude aufgrund geringer Wärmeabnahme nur schwer wirtschaftlich zu betreiben
Alternativen:
Kalte Nahwärmenetze mit Temp 10 - 30 grad von Abwärme diverser Prozesse in Kombination mit Wärmepumpen
Abwärme wird genutzt um Wärmepumpen zu betreiben
Wie sieht ein Stirlingmotor aus und wie ist seine Funktionsweise?
Er wandelt Wärme in mechanische Energie um
Kolben bewegen sich innen drin. Heiße Luft dehnt sich aus und bringt den Kolben zum Bewegen!!
An den kühlrippen kühlt die Luft ab und verdichtet sich, dabei zieht sie den Arbeitskolben zurück
Verdränger schiebt die Luftmassen zwischen warmen und kalten Bereich hin und her und verstärkt so den druck auf den Arbeitskolben
Was ist eine Brennstoffzelle? Brennstoffzellen - BHKWs
Sie ist als BHKW einsetzbar wandelt chemische Energie in Strom um
hauptsächlich Wasserstoffverwendung
hoher Wirkungsgrad —> relativ moderne technik
zukunftsrelevant aber noch in der Entwicklung
Weniger Energieverluste
Zwei Kammern die durch eine Membran getrennt sind. Nur einzelne Protonen passen durch. Diffunsionsdruck entsteht durch Wasserstoff wenn er durch die Membran drückt. Daher kommt die Energie. Links bleiben die Elektronen hängen. rechts fehlen dann die elektronen daher ist rechts positive Ladung
—> Hoher Wirkungsgrad
Sie erzeugt Strom
Nachteil: Kein Wasserstoff vorhanden daher muss er erst durch elektrolyse produziert werden —> Technologie noch am Anfang
Wie bekomme ich Wasserstoff?
Erdgas , Öl, Methan
Dampfreformierung
Partielle Oxidation
Mit Wasser
Elektrolyse
Thermochemische Verfahren
Photochemische Verfahren
Vorteile einer Brennstoffzelle?
Es entsteht Abwärme welche ebenfalls genutzt werden kann
Herstellung von Wasserstoff?
Durch elektrolyse hauptsächlich
Unterschiede einer Brennstoffzelle?
Unterschiedliche Typen von Brennstoffzellen gibt es wo die Betriebstemperatureen unterschiedlich sind
KWK mit Elektro - Wärmepumpe? Hinsichtlich Wärmeerzeugung?
Nutzen KWK und Wärmepumpe zusammen. Sehr effizient!!
Aus der Wärmepumpe kommen nochmals 119% Nutzwärme heraus
Nachteil:
BHKW
Wärmepumpe
—> sehr teuer zusammen
Von was ist die KWK+WP abhängig?
Jahresarbeitszahl und Wirkungsgrad
Vorteile KWK+WP?
Doppelt so hohe Energieeinsparung
Wärme und Stromerzeugung
Flexibel am Strommarkt
Wärmepumpe kann im Sommer auch als Kältemaschine fungieren
Was ist eine KWKK?
Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung
Kältemaschienen werden durch Abwärme betrieben mittels Absorptions- oder Adsorptionskältemaschine
Absorptionskälteanlage?
Thermische verdichtung des Kältemittels Wasser mit Hilfe eines kombinierten Lösungsmittel- und Kältemittelkreislaufs
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Im Rohrleitungssystem der WP wird ein spezielles Kältemittel eingesetzt —> ermöglicht den Prozess der Wärmegewinnung
Flüssige kältemittel fließt zum Verdampfer —> Entzieht der Umwelt Energie wird erwärmt und gasförmig
Im Verdichter dann komprimiert —> dadurch wird es sehr warm
Durch die Freisetzung der Wärmeenergie des Dampfes im Kondensator wird das Wasser erhitzt
Das abgekühlte Heizungsrücklauf kühlt Kältemitteldampf ab und verflüssigt das kältemittel durch kondensation
Expansionsventil reduziert Flüssigkeitsdruck —> somit kühlt es ab
Was ist das Ziel einer Wärmepumpe? Wie ist der Wirkungsgrad?
Wärmeerzeugung durch Umwelttemperatur.
Höchster Wirkungsgrad bei geringem Temperaturhub
Wärmepumpe Gebäudewärmeversorgung. Wichtige formeln?
Kältebereitstellung. Wärmepumpe in Funktion Klimaanlage. Wichtige Formeln?
Wichtige Wirkungsgrade Annahmen
Konventionelle heizung 90%
Kraftwerk in Deutschland 40%
Verluste durch Überlandleitung (Stromtransport) 5%
Elektroheizung 100%
Solarkollektor 75%
Photovoltaikanlage 100%
Verluste bei solarbetriebener Heizung 5%
Güteziffer bei WP 0,5 bzw 50%
Wirkungsgrad einer Wärmepumpe COP 300%
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