Elektrotechnik
Wärmepumpen-Berechnung
ep8/2002, 4 Seiten
Installation Das Programm WP-OPT [1] kann auf Rechnern mit Windows 9x/ME oder Windows NT 4.0/2000/XP ab 32 Mbyte RAM und einem CD-ROM Laufwerk installiert werden. Die Installation erfolgt in der unter Windows üblichen Weise, entweder nach dem Einlegen des Programmdatenträgers über die Autorun-Funktion oder über den Menüpunkt „Ausführen“ im Start-Menü. Um das Programm starten zu können ist eine Lizensierung nötig. Diese ist maschinenspezifisch und muss beim Hersteller für jede Maschine speziell angefordert werden. Diese Verfahrensweise gilt auch für die 30 Tage nutzbare kostenlose und voll lauffähige Demoversion. Nach dem Programmstart gelangt man zunächst in eine Übersicht (Bild ) der einzelnen Programmmodule. Wer das Programm Insolar [2] nutzt, wird sicher einige Paralellen in der Benutzerführung erkennen. Leistungsumfang und Stammdaten Mit der Software können Wärmepumpenanlagen geplant, dimensioniert und dokumentiert werden. Ausgehend von einer Berechnung des Energiebedarfes für Heizung und Warmwasserbereitung sowie der Auswahl der zur Elektropraktiker, Berlin 56 (2002) 8 668 Report Wärmepumpen-Berechnung Im Beitrag wird ein Programm vorgestellt, das Planung und Dokumentation von Elektrowärmepumpenanlagen vereinfacht. Neben dieser praktischen Hilfe stellt die Software damit auch ein Mittel bereit, beim Kunden unmittelbar die Energieeinsparmöglichkeiten durch Einsatz dieser Technik zu demonstrieren. Übersicht nach dem Programmstart Wichtige Informationen sind als Stammdaten verfügbar Verfügung stehenden Wärmequelle wird die Anlage entworfen. Die technische Dimensionierung der Anlage wird durch die als Stammdaten (Bild ) abgespeicherten Daten der Wärmepumpen verschiedener Hersteller erleichtert. Da für den wirtschaftlichen Einsatz einer Wärmepumpe im Vergleich zu Heizungsanlagen mit einem anderen Energieträger die tageszeitabhängigen Elektroenergietarife von Bedeutung sind, können diese ebenfalls projektunabhängig als Stammdaten angelegt werden. Auf dieser Grundlage können die jährlichen Energiekosten der Wärmepumpenanlage berechnet und verglichen werden. Anlagenauslegung Die Nutzung des Programms wird durch eine gelungene Benutzerführung weitgehend erleichtert. Der Eingangsbildschirm (Bild ) zum eigentlichen Berechnungsprogramm vermittelt auch dem mit der Dimensionierung von Wärmeanlagen wenig vertrauten Nutzer einen guten Überblick über das Gesamtproblem. Allerdings sollte man sich durch diese sehr übersichtliche Darstellung nicht täuschen lassen. Das Programm erleichtert zwar die Berechnung von Wärmepumpenanlagen, fehlende eigene Kenntnisse zu den prinzipiellen technischen und betriebswirtschaftlichen Zusammenhängen lassen sich damit aber nicht ersetzen. Um sich zunächst grob mit dem Programm vertraut zu machen, ist es sinnvoll, die bereits geplante und durchgerechnete Testanlage zu öffnen. Bei der Dimensionierung einer neuen Anlage wird der Benutzer Schritt für Schritt durch die einzelnen Berechnungsschritte geführt: · Energiebedarf ermitteln Ausgehend vom Normwärmebedarf des Hauses, der Art der geplanten Heizung und den standortabhängigen Klimadaten wird der jahreszeitabhängige Energiebedarf (Bild ) zu Heizungszwecken ermittelt. Für den Fall, dass die Warmwasserbereitung ebenfalls mittels der Wärmepumpenanlage realisiert werden soll, kann der daraus resultierende Energiebedarf im Anschluss an die Heizenergieberechnung in die Ermittlung des Gesamtenergiebedarfes einbezogen werden. Report Anschauliche Darstellung der Komponenten einer WP-Anlage Ermittlung des Energiebedarfes für Heizzwecke · Tarife und Sperrzeiten Um die Kosten für den Betrieb der geplanten Wärmepumpenanlage möglichst exakt ermitteln zu können, müssen die in der Berechnung zu berücksichtigenden Tarife für den Betrieb der verschiedenen Pumpen der Anlage und der gegebenenfalls nötigen Direktheizungen zeitbezogen angegeben werden. Hier ist ein Zugriff auf die angelegten Stammdaten möglich, die aber den Bedingungen der konkreten Anlage angepasst werden können. · Spezifizierung der Wärmequelle Neben dem Wärmebedarf ist die Ergiebigkeit der Wärmequelle eine entscheidende Größe für die Anlagendimensionierung. Auf der Basis der Vorgaben für die zu nutzende Wärmequelle erfolgt die Bemessung der Absorber. · Auswahl der Wärmepumpe Nachdem man sich für die Betriebsweise und die Art der Wärmepumpe entschieden hat, kann man einen Überblick über die für diesen Zweck einsetzbaren Produkte anzeigen lassen (Bild ). Mit Rücksicht auf die Vielzahl der derzeit auf dem Markt befindlichen Produkte [3] bedeutet dieser Schritt für den Programmnutzer sicher eine erhebliche Arbeitserleichterung. Die realistische Nutzung dieses Programmschrittes setzt jedoch eine regelmäßige Aktualisierung der programminternen Stammdaten voraus. Kostenermittlung und Auswertungen Ob eine Wärmepumpenanlage oder eine konventionelle Öl- /Gasheizung errichtet wird, entscheidet sich letztlich anhand der Kosten. Daher wird diesem Aspekt besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Nach der Auslegung der Anlage können die anfallenden Energiekosten (Bild ) im Vergleich zur Nutzung anderer Energieträger ermittelt werden. Eine Jahresauswertung vermittelt darüber hinaus weitere Details. Dabei muss man sich jedoch darüber im Klaren sein, dass es sich hierbei ledigliche um einen Vergleich der laufenden Energiekosten handelt. Zur Anschaulichkeit der Berechnungsergebnisse tragen auch grafische Darstellungen zum Wärmebedarf (Bild ) und zum Verhalten der Quelle bei. Elektropraktiker, Berlin 56 (2002) 8 670 Report Auswahl der Wärmepumpe Kostenvergleich Interne Hilfe Das Programm verfügt über eine umfangreiche kontextsensitive Hilfe. Über die F1-Taste kann jederzeit auf diese Hilfe zugegriffen werden. Dabei ist hervorzuheben, dass sich diese Hilfe nicht nur auf programmtechnische Details beschränkt, sondern auch zu fachlichen Problemen Auskunft gibt. Als besonders gelungen kann die Integration von Hinweisen (Bild und ) in den verschiedenen Menüs bezeichnet werden. In vielen Fällen erübrigt sich dadurch ein Aufruf der Hilfefunktion. Wünsche an Programmweiterentwicklung Ein komplexes, nocht recht neu auf dem Markt befindliches Produkt wie dieses lässt auch einige Wünsche offen. Im Einzelnen wären das Folgende: Darstellung der Berechnungsvorschriften: Um Berechnungen auch von Hand nachvollziehen zu können, wäre eine kurze Darstellung der dem Programm zugrunde liegenden Algorithmen hilfreich. Prinzipskizze der entworfenen Anlage: Neben der Vielzahl an Ausgabemöglichkeiten von alphanumerischen Entwurfsergebnissen würde eine Prinzipskizze der vorgeschlagenen Anlage zur schnellen Verständigung entscheidend beitragen. Berücksichtigung der höheren Investkosten bei den Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen: Der Einsatz einer Wärmepumpenanlage ist für den Bauherrn mit deutlich höheren Investitionskosten verbunden. Der Aspekt der Amortisation dieser höheren Kosten kann trotz aller Annahmen, die für eine Berechnung nötig sind, nicht vernachlässigt werden. Informationen über Fördermöglichkeiten: Die wirtschaftliche Nutzung alternativer Energiequellen wird in unterschiedlicher Form gefördert. Auch wenn die derzeitige Förderung [4] von Wärmepumpen als unzureichend einzustufen ist, wäre ein expliziter Hinweis auf die verschiedenen Fördermöglichkeiten sinnvoll. Bei den aus der Sicht der Stammdaten (Produktdatenbank Wärmepumpen) notwendigen Programmupdates ließen sich diese Möglichkeiten auch laufend aktualisieren. Fazit In Zeiten knapper werdender Ressourcen an fossilen Brennstoffen und der Bedrohung der Umwelt durch deren Verbrennung gewinnen alternative Energieträger zunehmend an Bedeutung. Eine der Möglichkeiten zur Senkung des Verbrauchs von Primärenergieträgern ist der Einsatz von Elektrowärmepumpen. Um eine solche Anlage fachgerecht errichten zu können, ist eine korrekte Dimensionierung derselben unerlässlich. Mit WP-OPT steht dem Elektrohandwerker und dem Planer ein nützliches, einfach zu installierendes und gut zu bedienendes Programm zur Verfügung. Neben der Vereinfachung des Berechnungsvorganges erspart vor allem die integrierte Produktdatenbank dem Praktiker zeitaufwändiges Suchen in diversen Katalogen. Trotz nicht zu übersehender Wünsche an die Weiterentwicklung des Programms kann es all denen empfohlen werden, die Wärmepumpenanlagen dimensionieren wollen. Literatur [1] www.wp-opt.de [2] Möbus, H.: Planung von Photovoltaikanlagen. Elektropraktiker, Berlin 55(2001)9, S. 723-726 [3] Kölbl, I.; Wagner, S.: Marktübersicht Wärmepumpe. Elektropraktiker, Berlin 56(2002)6, S. 496-504 [4] Ogorek, J.: EnEV eröffnet Elektro-Wärmepumpe neue Perspektive. Elektropraktiker, Berlin 54(2002)3, S. 192-196 H. Möbus Elektropraktiker, Berlin 56 (2002) 8 671 Report Monatlicher Wärmebedarf
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Autor
- H. Möbus
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