Arbeitszahl
- Jahresarbeitszahl
Die Arbeitszahl ßa
(Jahresarbeitszahl) beschreibt die Effizienz von Elektrowärmepumpen
über einen längeren Zeitraum (ein Jahr). Dabei wird die abgegebene
Nutzarbeit zur aufgewendeten Antriebsarbeit (auch die Pumpen auf der Wärmequellenseite)
ins Verhältnis gesetzt.
Im Gegensatz zur
Leistungszahl, die unter vorgegebenen Betriebsbedingungen (Temperaturen)
ermittelt wird, stellen sich diese Größen bei der Arbeitszahl
durch den praktischen Betrieb im System ein. Dadurch ist die JAZ eine
aussagekräftigere Beschreibung der Effizienz der oberflächennahen
Erdwärmenutzung durch Elektrokompressorwärmepumpen.
Bei Grundwasserwärmepumpen
liegen die Jahresarbeitszahlen bei ß 4,0 bis 4,5, bei Erdreichwärmepumpe
ß = 3,8 bis 4,3 erreichen. Bei Direktverdampfung kann die JAZ 10
bis 15 % höher liegen.
Eine hohe Arbeitszahl
wird durch eine ausreichende Dimensionierung der Wärmequellenanlage
und eine möglichst niedrige Vorlauftemperatur der Wärmenutzungsanlage
(< 35 °C) erreicht.
.
Jahresaufwandszahl
Neuerdings wird die
Jahresaufwandszahl eWP als Kenngröße verwendet.
Die VDI 4650 setzt dabei den in ein System hineingegebenen Aufwand ins
Verhältnis zu dem erzielten Nutzen (Wärmebedarf). Die Jahresaufwandszahl
eWP ist im Prinzip der Kehrwert der Jahresarbeitszahl ßa.
Durch die VDI 4650 kann die auf einem Prüfstand gemessenen Leistungszahl
die Jahresaufwandszahl für eine Wärmepumpenanlage vorausgesagt
werden.
Die Formel für
Berechnung einer erdgekoppelten Elektrowärmepumpe, die nur die Raumheizung
versorgt, lautet nach VDI
4650, Bl. 1:
Ob dieses Verfahren
bzw. die angegebenen Tabellenwerte eine zuverlässige Aussage ermöglichen,
muss sich in der Praxis der kommenden Jahre zeigen.
.
Leistungszahl
Die Leistungszahl
eN ist ein Wert, der zu einer bestimmten Zeit vorhanden ist.
Er wird unter Normbedingungen auf einem Prüfstand ermittelt. Sie
beschreibt das Verhältnis der bei bestimmten Betriebsbedingungen
abgegebenen thermischen Leistung der WP QWP (kW) bezogen auf
die zugeführte elektrische Leistung Pel (kW) für
den Antrieb des Verdichters und der Hilfsantriebe nach DIN EN 255:
eN = QWP / Pel
Die Leistungszahl ist mit den Betriebstemperaturen (Wärmequellenanlage [Wasser bzw. Sole] bzw. Heizungsanlage [Heizungsvorlauftemperatur]) in den technischen Daten der Hersteller angegeben. Die Leistungszahl berücksichtigt nicht die Leistung elektrischer Hilfsaggregate, die nicht unmittelbar zum Wärmepumpenprozess gehören (so z. B. Abtau-Energie, Heizungs- und Grundwasser- bzw. Solepumpen).
Elektro-Wärmepumpen
haben je nach Wärmequelle Leistungszahlen zwischen 3,0 und 5,0. So
wird also aus 1 kW Strom theoretisch 3 bis 5 kW Heizenergie. Dabei ist
die Leistungszahl ist umso höher, je niedriger die Temperaturdifferenz
zwischen der Heizwassertemperatur (Vorlauftemperatur) und der Wärmequellentemperatur
(Grundwasser bzw. Erdreich) ist.
Die Leistungszahl
kann nach 2 verschiedenen Normen ermittelt werden.
Die DIN
EN 255 legt die Bedingungen für die Warmwasserbereitung
zugrunde. Das bedeutet, dass eine Spreizung von 10 K auf der Verflüssigungsseite
gemessen wird.
Die DIN EN
14511 legt eine Spreizung von 5 K zugrunde, was den tatsächlichen
Bedingungen einer Flächenheizung näher kommt.
Also müssen bei einem Vergleich
von verschiedenen Wärmepumpen immer die Norm und die Messbedingungen
angegeben werden.
COP-Wert (Coeffizient
of Performance)
Der COP-Wert gibt das Verhältnis
von abgegebener Wärmeleistung (kW) zu aufgewendeter elektrischer
Antriebsleistung inkl. Hilfsenergie unter Prüfbedingungen (bestimmte
Temperaturverhältnisse, festgelegte Zeitpunkte) beim Heizbetrieb
an.
COP = QWP / Pel
Im Gegensatz zur Leistungszahl
eN sind im COP-Wert auch die elektrischen Leistungen von Hilfsaggregaten
(Abtau-Energie, Pumpenleistung für Heizungs-, Sole- bzw. Grundwasserpumpen)
aufgenommen.
Prüfinstitute ermitteln diesen
Wert nach einer definierten Messmethode (DIN EN 255). Die Leistungszahl
und COP-Wert können keine energetische Bewertung der Gesamtanlage
darlegen.
Sie sind nur eine Momentaufnahme
eines bestimmten WP-Typs bei günstigen Betriebsbedingungen (z. B.
bei 35°C VL-Temperatur). Wesentlich aussagefähiger ist die Jahresarbeitszahl.
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EER-Wert (Energy-Efficiency-Ratio)
Der EER-Wert ist der Wert zwischen
Leistungsaufnahme (Stromverbrauch) und Leistungsabgabe (Kühlleistung)
beim Kühlbetrieb. Dieser Wert wird, wie der COP-Wert
(Heizbetrieb), unter gleichen Messbedingungen (35 °C Außenlufttemperatur
und 27 °C Innenlufttemperatur).
Ein Wert von 4 bedeutet, dass
für die Klimatisierung eines Raums, der 4 Kilowatt Kühlleistung
benötigt, 1 Kilowatt elektrische Leistung aufgewendet werden muss.
.
Der neue ESEER-Wert geht speziell
auf den Teillastbetrieb eines Kühlers
ein. Dabei wird berücksichtigt, dass der Flüssigkeitskühler
(Kaltwassersatz) nur an wenigen Stunden tatsächlich die volle Leistung
erbringen und abgeben muss, denn der überwiegende Teil der Leistungsanforderung
liegt im Teillastbetrieb zwischen ca. 25 und 75 Prozent der Nennleistung.
In die Beurteilungs- und Bewertungskriterien
zu erstellen, wurden die Praxiserfahrungen von Herstellern und Anbietern
der Geräte einbezogen. Obwohl die jeweiligen Klimata von Nord- bis
Südeuropa sehr unterschiedlich sind und damit auch die Betriebsbedingungen
der Kühler stark unterschiedlich sind, einigte man sich auf die in
der Tabelle dargestellten standardisierten Prüfbedingungen für
luft- und wassergekühlte Flüssigkeitskühler. Das bedeutet
z. B. für den Kühlbetrieb:
Bei Lastzuständen von 100, 75, 50 und 25 % der Kühler-Nennleistung und den dafür in der Tabelle angegebenen Luft- bzw. Wassertemperaturen werden die jeweiligen EER-Werte ermittelt. Diese ergeben, multipliziert mit den jeweils zugehörigen prozentualen Gewichtungsfaktoren, den ESEER-Wert. Dabei geht gemäß Tabelle die verringerte Kühllast einher mit einer geringer werdenden Lufttemperatur, was letztendlich auch die Praxis widerspiegelt. In der Regel wird bei einer geringeren Aussentemperatur auch weniger Kühlleistung benötigt. Quelle: opk Kälte- und Klimatechnik AG
| ESEER-Wert
- Bewertungs- und Gewichtungstabelle |
|||
| Last | Kühl
- Lufttemperatur Eintritt |
Kühl
- Wassertemperatur Eintritt |
Gewichtungsfaktor |
| 100 % | 35°C |
30°C |
3 % |
| 75 % |
30°C |
26°C |
33
% |
| 50 % |
25°C |
22°C |
41
% |
| 25 % |
20°C |
18°C |
23 % |
| Quelle: Auszug aus der CCI-Print / Eurovent Stand 01 / 2008 | |||
Die energetische Bewertung von
Wärmepumpen, die als Nachweis der Jahresarbeitszahl
für Anlagen im Neubau nach dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz
(EEWärmeG) gefordert wird, kann nach mehreren Berechnungsverfahren
durchgeführt werden. Häufig wird das Kurzverfahren
nach VDI
4650 verwendet. Diese Richtlinie ist nach Meinungen aus
den Fackreisen überarbeitungsbedürftig.
Quelle: Elcotherm AG |
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Jahresarbeitszahl: Fachmännisch
gerechnet oder gemessen
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