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Inhaltsverzeichnis

1 Grundlagen zur Wärmepumpentechnik

1.1 Prinzipieller Aufbau einer Wärmepumpe und deren Komponenten

1.2 Der technische Kältekreislauf und die Funktion der Wärmepumpe

1.3 Beispiel zum Aufbau einer Wärmepumpe

1.4 Der Regler

1.5 Wärmepumpenanlagenformen

1.5.1 Wasser-Wasser-Wärmepumpe

1.5.2 Sole-Wasser-Wärmepumpe

1.5.3 Luft-Wasser-Wärmepumpe

1.5.4 Luft-Luft-Wärmepumpen

1.5.5 Direktverdampfer

1.6 Leistungszahl und Jahresarbeitszahl

1.7 Kühlen mit einer Wärmepumpe

1.7.1 Die »Freie Kühlung«

1.7.2 Die reversible Kühlung

1.7.3 Regelung beim Kühlbetrieb

1.8 Differenzierung zwischen Gebäudebestand und Neubau

1.8.1 Wärme pumpen im Gebäudebestand

1.8.2 Wärme pumpen für Neubauten

2 Fehler bei Wärme pumpenanlagen

2.1 Allgemeine Fehler

2.1.1 Zu geringe Heizleistung – es wird nicht ausreichend warm

2.1.2 Das Neubaugebäude lässt sich nicht trockenheizen

2.1.3 Niederdruckstörung

2.1.4 Hochdruckstörung

2.1.5 Im Winter wird es nicht richtig warm

2.1.6 Nichtbeachtung der Montageanleitungen

2.1.7 Warmwasserspeicher zu klein und falsches Speicherladekonzept

2.1.8 Fast geplatzter und zu kleiner Warmwasserspeicher

2.1.9 Wärme pumpe geht bei Warmwasserbereitung in Hochdruckstörung

2.1.10 Fehler bei der Installation

2.1.11 Probleme mit unzureichender Warmwasserbereitung

2.1.12 Warmwasserbereitung funktioniert nicht

2.1.13 Falsch angeschlossener Pufferspeicher

2.1.14 Hydraulischer Abgleich

2.1.15 Zu laute Wärmepumpen

2.2 Berücksichtigung von Sonderwünschen

2.3 Fehler bei Wasser-Wasser-Wärmepumpenanlagen

2.3.1 Eisen und/oder Mangan im Brunnenwasser

2.3.2 Aggressives Brunnenwasser

2.3.3 Förderleistung und Aufnahmekapazität von Brunnenwasser

2.3.4 Eingefrorene Speisewasserleitung

2.3.5 Dumm gelaufen

2.3.6 Falsch dimensionierte und defekte Unterwasserpumpen

2.3.7 Fehler bei der Verrohrung

2.3.8 Zusammenfassung zwecks Prüfung auf Einsatzmöglichkeit einer Wasser-Wasser-Wärme pumpe

2.3.9 Beispiel einer mangelhaften Gesamtanlage

2.4 Fehler bei Sole-Wasser-Wärmepumpenanlagen

2.4.1 Eine sonderbare Sole-Wasser-Wärme pumpenanlage mit einem Pufferspeicher mit einer Frischwasserstation

2.4.2 Sole-Wasser-Wärme pumpenanlage mit einem Erdkollektor und aktiver Kühlung zur Warmwasserbereitung

2.4.3 Zu klein ausgelegte Sole-Wärmequelle

2.4.4 Vereisung von Erdsonden/Erdkollektoren/Energiekörben – Vereisung einzelner Erdsonden/Energiekörbe

2.4.5 Probleme mit Erdsonden bei der Inbetriebnahme

2.4.6 Regelmäßiger Soleverlust

2.4.7 Fehler mit fatalen Auswirkungen

2.4.8 Wassereinbruch bei Erdwärmebohrung

2.4.9 Bodenerhebungen nach Erdsondenbohrungen

2.4.10 Bohrunglück neben hessischem Finanzministerium

2.4.11 Glück beim Anbohren einer Methanblase

2.5 Fehler bei Luft-Wasser-Wärmepumpenanlagen

2.5.1 Die Luft-Wärme pumpe stört den Nachbarn

2.5.2 Im Winter leistet die Luftwärmepumpe nicht mehr genug

2.5.3 Die Luft-Wärme pumpe braucht zu viel Strom

2.5.4 Luftwärmepumpe friert ein

2.5.5 Heizungswasserleitung friert ein

2.5.6 Ein Gebäude wird nur unzureichend beheizt

2.5.7 Probleme mit einer Abluftwärmepumpe

2.6 Fehler Elektrotechnik

2.6.1 Starkstromanschluss – Absicherung und Drehrichtung

2.6.2 Fühler

2.6.3 EVU-Sperre

2.6.4 Kurzschlüsse durch Kondensatwasser

2.6.5 Kein Sanftanlasser bei Großanlagen/Außenbereich

2.6.6 Kein UV-beständiges Kabel bei Außenanschlüssen

2.6.7 Eine Wohneinheit von zwei wird nicht richtig warm

2.6.8 Grob fahrlässige Fehler

2.7 Parametrisierung Einstellungen

3 Empfehlungen

3.1 Warum ein Pufferspeicher?

3.2 Pufferspeicher und Sauerstoffdiffusion

3.3 Welche Art der Warmwasserbereitung ist sinnvoll?

3.4 Diverse Energiequellen bei Sole-Wasser-Wärmepumpen

4 Sachverständigenwesen

5 Zusammenfassung und Resümee

6 Verzeichnisse

6.1 Stichwortverzeichnis

6.2 Bildquellenverzeichnis

6.3 Tabellenverzeichnis

6.4 Literatur- und Quellenverzeichnis/Adressen

Autoreninfo

Dipl.-Ing. Jürgen Bonin absolvierte ein Hochschulstudium an der Universität Duisburg und gründete 1993 die Firma Umwelt & Technik mit den Schwerpunkten Wasseraufbereitung und ökologische Heizkonzepte, wozu auch Wärmepumpen zählen. 2003 begann er mit der Herstellung eigener Wärmepumpen. Seit 2008 gibt er Lehrgänge zur Wärmepumpen- und Lüftungstechnik am Umweltzentrum Oberhausen. Sein erstes Fachbuch »Handbuch Wärmepumpen« verfasste er 2009. Im gleichen Jahr begann er seine Tätigkeit als Sachverständiger und erfand zudem eine Einrichtung zur Verbesserung des Grundwasserschutzes bei erdgekoppelten Wärmepumpen, die er dann auch zum Patent anmeldete. Der Autor ist seit 2014 Mitglied des Bundesverbandes freier Sachverständiger. Seit Mai 2018 ist er von der Niederrheinischen Industrie- und Handelskammer Duisburg-Wesel-Kleve zu Duisburg öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Wärmepumpen und Wärmepumpenanlagen.

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Bücher, Broschüren

Johannes Spruth
Ratgeber Heizung
Wärme und Warmwasser für mein Haus
2018, 240 S., 22 cm, Softcover
Verbraucher-Zentrale Nordrhein-Westfalen

 

 

Welche Heizung ist die richtige? Jedes Haus benötigt Wärme und Warmwasser - und es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten, diese zu erzeugen. Der Ratgeber stellt die unterschiedlichen Anlagetechniken vor, zeigt Vor- und Nachteile auf und nennt die Investitionskosten. Und er erläutert Nutzungskonzepte für Neubauten und Bestandsimmobilien - vom klassischen Gas- oder Öl-Brennstoffkessel, über das Blockheizkraftwerk bis hin zur Wärmepumpe, gekoppelt mit einer Solaranlage.

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Matthias Wagnitz, Clemens Schickel
Heizanlagen und zentrale Wassererwärmungsanlagen
Beuth Kommentar
Kommentar zu VOB/C: ATV DIN 18380
2017, 166 S., 210 mm, Softcover
Beuth

 

 

Die ATV DIN 18380 "Heizanlagen und zentrale Wassererwärmungsanlagen" wurde im Rahmen der VOB-Revision 2016 vom DVA fachtechnisch überarbeitet und teilweise neu strukturiert (Abschnitt 5 "Abrechnung"). Die Norm gilt jetzt auch für das Herstellen von Wärmeverteilanlagen (Heiz- und Kühlanlagen), bei denen Wasser oder Wassergemische als Energieträger verwendet werden. Das Werk enthält erstmals eine umfassende Kommentierung der ATV DIN 18380:2016-09. Der inhaltlichen Struktur der Norm folgend, werden die Festlegungen abschnittsweise erläutert. Dabei gehen die Autoren auf alle Änderungen ein und informieren über die Auslegung und Anwendung in der Praxis. Besonders hilfreich: eine tabellarische Gegenüberstellung der ATV-Abschnitte aus der VOB 2012 und 2016 mit Hervorhebung der Änderungen.

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Erwin Memmert
Heiztechnik, Sicherheitstechnik
DIN-Taschenbuch, Band Taschenbuch 130
7., Aufl.
2016, 786 S., 210 mm, Softcover
Beuth

 

 

Die inhaltliche Konzeption des DIN-Taschenbuchs 130 orientiert sich an der Europäischen Norm DIN EN 12828: Sie enthält neben den relevanten sicherheitstechnischen Anforderungen auch Planungshinweise für Heizungsanlagen. Bei der Auswahl der abgedruckten Normen wurden insbesondere die in DIN EN 12828 zitierten Dokumente berücksichtigt. Der Band enthält die relevanten Normen (Originaltexte, verkleinert auf das Format A5) zu folgenden Bereichen der Heiztechnik: Öl- und Feuerungsanlagen // Warmwasserversorgung // Feuerungstechnik // Verfahrenstechnik, Wärmeübertragungseinrichtungen // Regel- und Sicherheitseinrichtungen // Fernwärme // Wartung. Im Mittelpunkt steht jeweils das Titelthema: Die Sicherheitstechnik. Neben den Aspekten der Unfallverhütung werden auch Fragen der Energieeinsparung, des Umweltschutzes und der Qualität berührt.

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Rolf Schmidt
Welche Heizung braucht das Haus?
Systeme der Heiz- und Lüftungstechnik im Vergleich
3., erw. Aufl.
2013, 82 S., zahlr. Abb., Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Notwendige CO2-Reduzierungen und vor allem ständig steigende Energiepreise stellen diese Frage für den Bauherrn und Hauseigentümer ganz nach vorne. Am Beispiel eines gebauten Referenzhauses werden für Neubau und Altbau auf der Grundlage der EnEV 2009 und nach den Förderkriterien der Kreditanstalt für Wiederaufbau praxisnah Gas-, Wärmepumpen- und Holzheizungen kombiniert, berechnet und miteinander verglichen. Die berechneten energetischen Werte, die Investitions- und Verbrauchskosten sind in vergleichenden Darstellungen anschaulich zusammengefasst. Erweitert wurde die 3. Auflage um das Kapitel "Stellenwert und Systeme der Wohnungslüftung". Auf Grundlage der DIN 1946-6 werden geeignete lüftungstechnische Maßnahmen nach Funktion und Kosten bestimmt und gegenübergestellt. Das Buch stellt eine Planungshilfe dar, mit der neben Architekten und Planern auch interessierte Bauherren in der Lage sind, die dargestellten Anlagenkombinationen bei Ihren eigenen Planungen energetisch und wirtschaftlich zu bewerten und die für Ihr Haus optimale Haustechnik auszuwählen.

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Öfen und Kamine
DIN Bauwesen
Raumheizungen fachgerecht planen und bauen
7., überarb. Aufl.
2011, 304 S., m. zahlr. z. Tl. farb. Abb. u. Tab. 170 x 240 mm, Hardcover
Beuth

 

 

Der Band vermittelt praxisnah die Fachkenntnisse zum fachgerechten Berechnen, Konstruieren und dem darauf basierenden ordnungsgemäßen Bauen von Öfen und Kaminen. Er enthält Handlungsanleitungen, Lösungsvorschläge für häufig auftretende Probleme und Verweise auf geltende Vorschriften und Normen. Bei der Überarbeitung wurde die neue TR OL berücksichtigt. Themen: Gesetzliche Grundlagen; Wärmebedarf; Wärme; Strömung; Verbrennungsluftversorgung; Brennstoffe; Kamine und Heizkamine ;Warmluftöfen; Kombiöfen; Grundöfen; Schornsteine; feuertechnische Bemessung; Schäden an Feuerungsanlagen.

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Forschungsberichte

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Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Raphael Lechner, Nicholas O'Connell, Thorsten Meierhofer, Markus Brautsch
Entwicklung, Umsetzung und Bewertung optimierter Monitoring-, Betriebs- und Regelstrategien für Blockheizkraftwerke. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3058
2018, 182 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Projekts war die Untersuchung des Potentials zur wirtschaftlichen und energetischen Verbesserung bestehender BHKW-Anlagen durch die Umsetzung optimierter Monitoring-, Betriebs- und Regelstrategien. Hierfür wurden vier BHKW-Anlagen unterschiedlicher Konfiguration und Leistungsklasse ausgewählt. Das Energiemonitoring erwies sich als geeignetes Instrument zur Identifikation von Schwachstellen und Optimierungspotentialen in der Betriebsweise und Regelung von BHKW-Anlagen, die sich insbesondere in der Übergangszeit und im Sommerbetrieb zeigten. BHKW-Anlagen mit mehreren Modulen und modulierendem Betrieb erfordern dabei eine besonders sorgfältige Abstimmung.

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Martin Kriegel, Michael Klemke, Bahar Saeb Gilani
Entwicklung einer Regelung für Flächenheizsysteme zur Minderung der Pumpenergie, zur bedarfsgerechteren Beheizung und zur einfacheren Systemintegration verschiedener Heizflächen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 2998
2016, 178 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Markus Brautsch, Raphael Lechner
Effizienzsteigerung durch Modellkonfiguration in BHKW-Anlagen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 2840
2013, 245 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen eines zweijährigen Forschungsvorhabens wurden am IfE Modellkonfigurationen zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und CO2-Bilanz von Blockheizkraftwerken entwickelt. Blockheizkraftwerke (BHKW) zeichnen sich durch eine hohe Energieeffizienz aus, da bei der gekoppelten Stromerzeugung die Abwärme nicht wie bei konventionellen Kraftwerken ungenutzt an die Umgebung abgeführt wird, sondern z.B. für Heizzwecke oder als Prozesswärme in Industriebetrieben eingesetzt wird. Bestehende Anlagen nutzen ihre wirtschaftlichen und ökologischen Potentiale jedoch oftmals nicht voll aus, da sie nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen, eine ungünstige Betriebsweise aufweisen oder nicht auf die aktuellen gesetzlichen Rahmenbedingungen abgestimmt sind. Vor diesem Hintergrund wurden vom IfE über einen Zeitraum von zwölf Monaten zunächst die realen Betriebsdaten von 18 bundesweit ausgewählten Blockheizkraftwerken (darunter eine Brennstoffzelle und sieben Anlagen in Bundesliegenschaften) erfasst und energetisch, wirtschaftlich und ökologisch bewertet. Dabei zeigte sich bei der Mehrzahl der Anlagen Potential die Kosten und CO2-Emissionen zu senken, z.B. durch Ersatz veralteter BHKW-Module mit modernen und effizienteren Aggregaten, Erweiterung um zusätzliche Module oder Umstellung auf einen regenerativen Brennstoff. Anhand der real existierenden Anlagen wurden daraufhin alternative Modellkonfigurationen entwickelt, die beispielhaft Möglichkeiten zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Minderung der Treibhausgasemissionen darstellen. Die Spanne der Modellkonfigurationen reicht dabei von einfachen nichtinvestiven Maßnahmen, wie z.B. die Optimierung der Wartungstermine oder die Umstellung von Erdgas auf Biomethan, über die Nachrüstung von Systemen zur Abgasnachverstromung bis hin zum Umbau des gesamten Energiesystems, z.B. auf Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen können die spez. Energiekosten der untersuchten Systeme im Mittel um ca. 9,0 Prozent und die CO2-Emissionsfaktoren für die Strom- und W

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Bert Oschatz, Martin Knorr, Joachim Seifert, Andrea Meinzenbach
Energieoptimiertes Bauen. Energetische Gesamtanalyse, Bewertung und Verbesserung von komplexen HLK-Systemen für Wohngebäude unter Berücksichtigung wärmephysiologischer Aspekte. Abschlussbericht
Wissenschaft, Band 29
2011, 214 S., zahlr. Abb u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Umsetzung der von der Bundesregierung angestrebten CO2-Emissionsminderung erfordert auch auf anlagentechnischem Gebiet weitere Anstrengungen zur Energieeinsparung. In diesem Kontext wurde an der TU Dresden in Kooperation mit dem lTG Dresden eine energetische Bewertung relevanter Heizungsanlagen unter erstmaliger Berücksichtigung des jeweiligen Gesamtsystems (einschließlich Anlagenregelung und Nutzerverhalten) vorgenommen. Die energetischen Aspekte wurden innerhalb des Forschungsprojektes gekoppelt zu den wärmephysiologischen Auswirkungen betrachtet. Diese in Breite und Umfang auch international noch nicht vorhandene Analyse bildet die Voraussetzung für einen grundsätzlich neutralen Vergleich von bau- und anlagentechnischen Maßnahmen zur Energieeinsparung im Gebäudebereich. Das Forschungsvorhaben liefert durch die intensive Abstimmung mit einer begleitenden Expertengruppe praxisnahe Ergebnisse und diskutiert deren Einordnung in die DIN 18599.

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W. Richter, A. Abdel Fattah, Thomas Ender
Zur Bestimmung der dezentralen Heizleistungsreserve in Niedrigenergiehäusern unter Berücksichtigung dynamischer Betriebsverhältnisse
Bau- und Wohnforschung , Band F 2471
2006, 146 S., m. 96 Abb.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit zunehmendem Wärmeschutz steigt die Aufheizzeit ausgekühlter Räume deutlich an. Die Ursache besteht darin, dass mit - gewünschter - Energiebedarfsminderung einerseits die Heizflächen normgerecht kleiner ausgelegt werden, andererseits verfügt man dann nur noch über unzureichende Leistungen für den Aufheizfall (die thermische Speicherfähigkeit der Baukonstruktion ist nahezu unabhängig vom Wärmeschutz-Niveau), so dass z. B. Schlafräume oder Kinderzimmer mit üblicher Nachtlüftung am folgenden Tage nicht mehr oder nur eingeschränkt als Aufenthaltsräume genutzt werden können. Die Untersuchung basiert auf einem üblichen, rechnerischen Simulationswerkzeug, dass allerdings deutlich verbessert wurde. Im Ergebnis zeigt sich, dass insbesondere die Parameter Bauschwere, Raumgröße, Auskühldauer, Auskühltemperatur, gewünschte Aufheizzeit und Luftwechsel entscheidenden Einfluss aufweisen. In der Untersuchung werden die möglichen technischen Lösungen Heizflächenvergrößerung, Vorlauftemperaturanhebung und Massestromerhöhung sowie Kombinationen hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Aufheizprozess analysiert und einander gegenübergestellt. Die jeweiligen Vor- und Nachteile werden benannt, Einsatzgrenzen aufgezeigt sowie Konsequenzen für den Energiebedarf abgeschätzt. Ein Abschnitt befasst sich mit den Auswirkungen unterschiedlich realisierter Leistungsreserven auf die Raumtemperaturregelung und die verbreitete Art der Heizkostenerfassung. Die Untersuchung kommt zu dem Resultat, dass sich möglicherweise keine Allzwecklösung für die Schaffung dezentraler Leistungsreserven hervorhebt, sondern vielmehr in Abhängigkeit vom konkreten Anwendungsfall jeweils unterschiedliche Maßnahmen die beste Lösung bieten können.

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Zeitschriftenartikel

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Steinhäuser, Wolfram
Korrosionsschäden an Heizungsrohren
Der Bausachverständige, 2019

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König, Klaus W.
Holzbrennstoffe - warum nicht? Komfortabel, preiswert und sauber heizen
EnEV Baupraxis, 2018

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Mehr verbraucht, weniger bezahlt
Modernisierung, 2018

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Riedel, Steffen
Zusammenspiel von Wärmeerzeugung und -verbrauch. Hydraulik in der Heiztechnik
EnEV Baupraxis, 2018

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Meyer, Jens-Peter
Energieeffizienz im Wohnzimmer. Wasserführende Öfen
Sonne Wind & Wärme, 2018

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