Wärmepumpen zur Heizenergieversorgung von
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Arbeitsgemeinschaft für Elektrizitätsanwendung in der Landwirtschaft e.V. Wärmepumpen zur Heizenergieversorgung von Schweineställen Hartmut Kämper Reinhardstraße 32 10117 Berlin [email protected] Warum Wärmepumpe z z z z z Kein Gasanschluss / Öltank etc Nutzen von Umweltwärme Unabhängiger vom Energiemarkt Wartungsarm Eigenleistung möglich Marktexplosion bei Wärmepumpen 10.000 18.500 62.500 Wirkung des Booms z z z z Hersteller forcieren Entwicklungen Handwerker sammeln Erfahrungen Technologie wird breit akzeptiert Degressive Preisentwicklung bei Einzelkomponenten Gleichzeitig Unruhe auf den Energiemärkten Energiepreise Wärmepumpen in Gewerbe und Industrie z Gewerbliche Wärmepumpen > 50 kW Leistung z Industrielle Wärmepumpen > 100 kW Leistung z Hersteller bieten bis ca. 400 kW/Aggregat und /oder kaskadierende Zusammenschaltung bis >1.000 kW Keine Leistungsbegenzung 6 Maschinen mit insgesamt 180 MWth 80° / 50° Heizkreis 2,5° / 0,5° Meerwasser Einsatzfelder Wärmepumpe Landwirtschaft z Wohnhaus – Standardtechnik, angepasste Wärmegewinnung, EEWärmeG: 50 % aus Umweltwärme im Neubau z Produktion: ¾ gleichzeitiger Bedarf von Kälte und Wärme oder ¾ gleichzeitiger Wärmeüberschuss und –bedarf oder ¾ Niedertemperaturheizung möglich Funktion (Sole / Wasser) Voraussetzungen z Vorlauftemperatur < 60 ° C z Erreichbare Wärmequelle z Kompetenter Installateur ¾ Auswahl Komponenten und Dimensionierung der Anlage ¾ Hydraulischer Abgleich Zielgröße: Arbeitszahl kWhelt / kWhth 2,5 bis >4 Wärmequellen z z z z z z Erdwärme Grundwasser Außenluft Abluft Abwärme aus Kühlung Abwasser Typen z Luft / Luft bzw. Luft / Wasser ¾ ¾ ¾ ¾ Außen-/Abluft – Stallluft Bei langen Frostphasen schlechte Arbeitszahlen (Außenluft) Auch zur Kühlung geeignet Aufwändige Reinigung Wärmetauscher z Wasser / Wasser ¾ Gute Arbeitszahlen auch im Winter ¾ Aufwändige Quellerschließung, ggf. Genehmigung erforderlich z Sole / Wasser ¾ Erdsonde / Flachkollektor ¾ Flachkollektor in Eigenleistung Anforderungen aus dem EEWärmeG Wärmepumpe Luft / Wasser Luft / Luft Sole / Wasser Wasser / Wasser Bei Nutzung der WP nur für Heizung 3,5 Bei Nutzung der Vorgeschriebene WP für Heizung und Warmwasser Zähleinrichtung 3,3 Wärmemengenund Stromzähler 3,5 3,3 4,0 3,8 Wärmemengenund Stromzähler 3,8 Ausnahme: Vorlauftemperatur der Heizung beträgt max 35° C 4,0 Gas WP 1,2 1,2 Wärmemengenund Brennstoffzähler Flachkollektor z z z z große Flächen am Wohnhaus/Stall Eigenleistung bis zur Wärmepumpe möglich Frostfreie Verlegung (80 – 120 cm) 2 m PE-Rohr / m² Heizleistung ca. 10 – 40 W / m² Kollektorfläche Heizleistung (25 – 100 m² pro kW) Fehlerquellen z z z z Dimensionierung Flächenkollektor Auslegung Solepumpe Dimensionierung Wärmepumpe Wärmeseitige Auslegung ¾ Aktuell: Hocheffizienzpumpen z Hydraulischer Abgleich!! Wärmequelle Stall Wärmequelle Stall z Wärme aus der Abluft ¾ Wärmerückgewinnung im Stall ¾ in Standardlüftung integrierbar, Sommer-Umgehung ¾ (Reinigungseffekt) z Wärme aus Umluft ¾ auch bei freier Lüftung ¾ unabhängig von der aktuellen Luftrate ¾ zusätzlicher Energieaufwand geringer ¾ leichter in bestehende Anlagen zu integrieren ¾ zusätzlich positiver Effekt auf das Stallklima (Entfeuchtung, Ammoniak) ! Korrosion und Verschmutzung berücksichtigen ! Potenzial Wärmeproduktion von ca. 1,2 kW/GV, davon 0,4 kW nutzbar Gewicht kg/Tier SOLL-Temp °C Wasserdampf g/(Tier*h) Wärme W/(Tier*h) Rinder, Milchkühe 600 16 370 850 Mastschweine kont. 50 18 86 148 Sauen Ferkel 200 20 16 24 114 53 195 30 Pferde 500 14 250 480 Puten 9 16 22 37 Tierart Wärme- und Wasserdampfabgabe Mastschweine 1200 Wh/h Gesamtwärme 1000 sensible Wärme 800 600 latente Wärme 400 200 0 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Stallufttemperatur (°C) 28 30 32 34 36 Beispiel Zentralabluftsystem Voraussetzungen z kontinuierliche Belegung im Winter z möglichst definierte Luftführung z Integration in Standardsysteme, z.B. ¾ Abluftwärmetauscher ¾ Abluftwäscher z WRG bei der Auslegung der Heizsysteme berücksichtigen z.B. AEL-Stallklimaprogramm Betriebsweisen z Monovalent ¾ keine Zusatzheizung z Wärmequelle Erdreich, Warmstall, kont. Belegung z großer Pufferspeicher / Erdreichspeicher z gute Wärmedämmung => rel. geringer Heizbedarf z Bivalent ¾ Zusatzheizung, Spitzenlastkessel z Verbindung über den Pufferspeicher z z.B. Stroh- / Holzkessel aber hier: Heizen mit der Wärmepumpe Danke für Ihre Aufmerksamkeit Fragen? Hartmut Kämper AEL e.V. Reinhardtstraße 32 10117 Berlin www.ael-online.de [email protected]
