Nenne die Richtlinie für Planung von Wärmepumpen in ein und Mehrfamilienhäusern.
Welche Norm ist für den Einbau von Wärmepumpen ebenfalls zu beachten?
VDI 4645 = Heizungsanlagen mit elektrisch angetriebenen Wärmepumpen ein und Mehrfamilienhäusern Planung, Errichtung, Betrieb
DIN EN 15450 = Legt Kriterien zur Planung von Heizungsanlagen in Gebäuden fest, die nur mit elektrischer Energie betriebenen Wärmepumpen oder Hybrid-Systemen.
Beschreiben Sie die Funktionsweise einer Kompressionswärmepumpe.
Der Verdampfer entzieht der Außenluft bei niedriger Temperatur und Druck die Energie, dabei verdampft das Kältemittel.
Durch den Kompressor wird das Kältemittel verdichtet, und ein höheres Temperaturniveau wird erzeugt. Gleichzeitig ist der Kompressor die Pumpe, die das Kältemittel durch den Kreislauf führt.
Die Wärmeenergie wird vom Kondensator der Heizung oder der Warmwassererwärmung zur Verfügung gestellt.
Durch das Expansionsventil wird das Medium wieder auf ein niedriges Druck und Temperaturniveau gebracht.
Erkläre folgende Bauteile einer Luft Wasserwärmepumpe:
Thermostatische Expansionsventile
Elektrische Expansionsventile
Thermostatische Expansionsventile: erfassen den Verdampfungsgrad über die Temperatur des Kältemittels in der zum Verdichter führenden Saugleitung und dosieren die Kältemittelabgabe in den Verdampfer entsprechend.
Elektrisches Expansionsventil: erfassen sowohl die Temperatur als auch den Druck vor dem Verdichter und regeln den Kältemittelmassenstrom über einen elektrischen Stellmotor. Sie werden dann verwendet, wenn in allen Betriebspunkten eine konstante Überhitzung erreicht werden soll.
Welcher Verdichter kommt bei kleineren und mittleren Leistungsbereichen von Luft, Wasser, Wärmepumpen zum Einsatz, und wie ist dieser aufgebaut.
Es kommen meistens Scroll-Verdichter zum Einsatz.
Bei Scroll-Verdichtern erfolgt die Verdichtung zwischen zwei ineinandergreifenden Spiralblöcken, von denen einer festsitzt und der andere exzentrisch auf einer Welle rotiert. Da sich die Spiralen immer gegenseitig an zwei gegenüberliegenden Flanken berühren, entstehen jeweils zwei halbmondförmige kammerpaare, die sich von außen nach innen bewegen. Dabei verkleinert sich das Kammervolumen in Richtung Zentrum der Spirale, wodurch der Kältemitteldampf verdichtet wird. Im Zentrum wird der Verdichter Kältemitteldampf in axialer Richtung ausgestoßen.
Was versteht man unter dem sogenannten Bivalenzpunkt einer Wärmepumpe?
Der Bivalenzpunkt kennzeichnet die Leistungsgrenze einer Wärmepumpe in Abhängigkeit von der Außentemperatur.
Im Bivalenzpunkt entspricht die Wärmeleistung der Wärmepumpe dem Wärmebedarf
(der Heizlast)
Bei Erreichen des Bivalenzpunktes wird z.B. ein in der Wärmepumpe integrierter Elektroheizstab zugeschaltet, um den Wärmebedarf des Gebäudes zu decken.
Welchen % Anteil darf der Heizstab bei der Monoenergetischen Betriebsweise einer Wärmepumpe haben.
Die Heizstabanteile im Betrieb von korrekt geplanten und ausgelegten Wärmepumpenanlagen darf drei Prozent nicht übersteigen.
Ein größerer Anteil deutet in den meisten Fällen auf Optimierungspotential bei der Wärmepumpenanlage hin.
Was sagt die JAZ bei Wärmepumpen aus?
Die Jahresarbeitszahl, kurz JAZ, dient zur Ermittlung der Jahresenergiekosten einer Wärmepumpe und ist die wichtigste Größe zur Angabe der Effizienz einer Wärmepumpe.
Konkret misst die Jahresarbeitszahl das Verhältnis von zugeführter Energie (Strom) zu erzeugter Energie (abgegebener Wärme).
Quelle Verbraucherzentrale NRW.
Was bedeutet der COP-Wert bei Wärmepumpen?
COP =„Coefficient of Performance“
Der COP-Wert ist ein Vergleichskriterium für die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen.
Er sagt aus, in welchem Verhältnis Wärmeleistung, gemessen in kW, und Stromaufwand der Wärmepumpe stehen.
z. B. : COP von 3, das bedeutet, dass eine Kilowattstunde Strom drei Kilowattstunden Wärme bereitstellt.
Diese Werte sind unter Laborbedingungen entstanden.
Welche Abstände müssen beachtet werden bei Wärmepumpen, die mit dem Kältemittel R290 betrieben werden.
Da das Kältemittel R290 brennbar und schwerer als Luft ist, muss die Außeneinheit so aufgestellt werden, dass Kältemittel bei einer Leckage weder in das Gebäude noch in die Kanalisation oder in das Heizungswasser gelangen kann.
Daher wird rund um die Außeneinheit ein so genannter Schutzbereich definiert: 1 Meter zu
Fenstern
Türen,
Lüftungsöffnungen,
Lichtschächten,
Kellerzugängen,
Ausstiegsluken,
Flachdachfenstern,
Fallrohren oder
sonstigen nicht abgedichteten Schächten
Was ist der Unterschied zwischen COP und JAZ ?
(abgekürzt COP, vom englischen coefficient of performance)
Die Leistungszahl COP stellt eine Momentaufnahme dar, während die Jahresarbeitszahl, die sich ändernden Bedingungen im Jahresverlauf berücksichtigt.
Welche Wärmeträgerflüssigkeit wird im Kreislaufsystem einer Wärmepumpe verwendet?
Im Kreislaufsystem von Wärmepumpen werden als Wärmeträgerflüssigkeiten Kältemittel verwendet, die unter Atmosphärendruck bereits verdampfen. (z. B. -25 °C)
Welche Wärmequellen werden für den Betrieb von Wärmepumpen genutzt?
Und nennen Sie jeweils vor und Nachteile.
Die Außenluft: Vorteil = geringer Aufwand, überall verfügbar, keine Genehmigung notwendig Nachteile = mit Absinken der Außentemperatur immer ineffizienter
Grundwasser: Vorteil = ganzjährig effizient nutzbar. Nachteil = hohe Kosten, behördliche Genehmigung notwendig und somit nicht überall möglich
Erdkollektoren: Vorteil = ganzjährig effizient nutzbar, keine Genehmigung notwendig, mittel Hoche kosten Nachteil = großer Platzbedarf, umfangreiche Erdarbeiten erforderlich.
Erdsonden: Vorteil = ganzjährig effizient nutzbar, geringer Platzbedarf gegenüber Erdkollektoren Nachteil = hohe Kosten für die Bohrung, behördliche Genehmigung erforderlich.
Erläutern Sie, wie dem Grundwasser Wärme entzogen werden kann.
Das Grundwasser wird einem Förderbrunnen (Saugbrunnen) entnommen und zum Verdampfer der Wärmepumpe transportiert. Diese entzieht dem Grundwasser die Wärmeenergie. Anschließend wird das abgekühlte Wasser in einen Schluckbrunnen abgeführt. Der Schluckbrunnen wird in einem Abstand von 10 m bis 15 m vom Förderbrunnen in Fließrichtung des Grundwassers angelegt.
Die Ergiebigkeit kann durch eine Probebohrung überprüft werden.
ca. 250 l/h je kW.
Erläutern Sie, wie dem Erdreich Wärme entzogen werden kann.
Funktionsprinzip Erdkollektoren und Erdsonden
Dem Erdreich kann über Erdkollektoren oder Erdsonden Wärme entzogen werden.
Erdkollektoren nutzen die Wärme, die durch Sonneneinstrahlung, Regen oder Tauwasser in den Boden gelangt. Sie werden mindestens 20 cm unterhalb der Frostgrenze in einer Tiefe von 1,2 - 1,5 Meter waagerecht im Erdreich verlegt. Die Soleleitungen, meist aus Polyethylen (PE), werden im Abstand von ca. 50 - 90 cm schlangenförmig verlegt und ihre Enden in einem Sammelschacht an einen Entlüfter, der etwas höher gelegen Vorlauf- und Rücklaufsammler angeschlossen. Vom Schacht führt eine Vor und Rücklaufleitung zum Verdampfer der Wärmepumpe.
Erdsonden: Die Einbringung einer Erdsonde mit modernen Bohrgeräten erfordert nur wenige Stunden. Bohrungen bis 100 m Tiefe müssen vom Wasserwirtschaftsamt, tiefgehende Bohrungen sogar vom Bergbauamt genehmigt werden. In die Bohrung wird eine U-förmige Sonde bzw. eine Doppel-U-Rohr-Sonde eingebracht und der Hohlraum zwischen Sondenrohr und Bohrung mit Füllstoff (Betonit) verpresst.
Wie lange darf eine Schleifen (Rohrstränge) bei Erdkollektoren sein und warum sollten die einzelnen Rohrschleifen möglichst
Die Länge der Rohrschleifen sollte 100 m nicht überschreiten, da sonst die Druckverluste und dadurch die erforderlichen Pumpenleistungen zu groß würden.
Nennen Sie Maßnahmen, die bei der Außenaufstellung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe (Kompaktgerät), der Aufstellung des Verdampfers im Freien (Split Gerät) oder der Aufstellung der Außeneinheit zu beachten sind.
Muss ein geeigneter fester Untergrund (Fundament, Konsole etc.) vorhanden sein
Muss die Kondensatableitung auch bei Frost gewährleistet sein.
Ist aus luft- und schalltechnischen Gründen eine Aufstellung in Nischen, in Mauerecken, zwischen zwei Mauern oder in einer Senke zu vermeiden bzw. unzulässig.
Es ist auf die notwendigen Abstände zu Nachbargrundstücken, Gebäude etc. zu achten, die sich aus Schallschutzgründen oder örtlichen Baubestimmungen ergeben.
Es darf der Ausblasbereich nicht unmittelbar auf Wände, Gehwege, Terrassen etc. gerichtet werden
Sind die Luftöffnungen vor Laub und Schneefall zu schützen.
Was kann ein Takten der Wärmepumpe auslösen?
Optimaler weise maximal 1 Start die Stunde
Wärmepumpe überdimensioniert
Pufferspeicher zu klein
Rohrdimension zu klein
Wie wird ein Pufferspeicher für kleinere und mittlere Wärmepumpenanlagen bis 50kW ausgelegt.
20 L je kW
zusätzlich wird, um die Sperrzeiten zu überbrücken 30 - 40 L je Stunde benötigt
Was versteht man unter Monoenergetischer Betriebsweise einer Wärmepumpe?
Bei der monoenergetischen Betriebsweise erfolgt die Wärmeversorgung durch zwei Wärmeerzeuger, die mit der gleichen Energieart versorgt werden.
Erläutern Sie den Unterschied zwischen den Betriebsweisen bivalent-alternativ, bivalent parallel und bivalent-teilparalleler einer Wärmepumpe.
Bei der bivalent-alternativen Betriebsweise deckt die Wärmepumpe bis zu einer festgelegten Temperatur (Bivalenzpunkt) den Wärmebedarf alleine ab. Bei Unterschreitung des Bivalenzpunktes schaltet die Wärmepumpe ab und ein anderer Wärmeerzeuger übernimmt die Wärmeversorgung.
Bei der bivalent-parallelen Betriebsweise deckt die Wärmepumpe bis zu einer festgelegten Temperatur des (Bivalenzpunkt) Wärmebedarf. Bei Unterschreitung des Bivalenzpunktes wird ein zweiter Wärmeerzeuger, z.B. ein Gasheizkessel zur Deckung des Wärmebedarfs zugeschaltet. Bei dieser Betriebsweise muss die Wärmepumpe bis zur tiefsten Temperatur in Betrieb bleiben können.
Bei der bivalent-teilparalleler Betriebsweise deckt die Wärmepumpe bis zu einer festgelegten Temperatur (Bivalenzpunkt) den Wärmebedarf alleine. Bei Unterschreitung des Bivalenzpunktes schaltet ein zweiter Wärmeerzeuger zu, der parallel zur Wärmepumpe arbeitet. Bei Erreichen der Einsatzgrenzen der Wärmepumpe (minimale Außentemperatur, maximale Vorlauftemperatur) schaltet sich die Wärmepumpe ab. Der gesamte Wärmebedarf wird vollständig von zweiten Wärmeerzeuger gedeckt.
Wie funktioniert eine Inverter Wärmepumpe?
Der Inverter wandelt im Vorfeld den Wechselstrom zu Gleichstrom. Ein Umformer wandelt die Frequenz auf einen neuen Wert - stufenlos zwischen 30 bis 90 Hz. Der Motor des Kompressors arbeitet dann je nach vorliegender Frequenz langsamer oder schneller - die Leistung der Wärmepumpe sinkt oder steigt mit der Drehzahl.
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