Grundwissen


LUFT – ERNEUERBARE ENERGIE?

Bei erneuerbaren Energien denkt man zunächst an Wind-, Wasserkraft und Sonnenenergie. Aber auch unsere Umgebungsluft ist eine sichere Energiequelle. Zudem ist sie im Vergleich zu Wind- und Sonnenenergie konstant verfügbar. Die Sonne wärmt unsere Atmosphäre und die obere Schicht der Erdkruste auf. Tatsächlich befindet sich zu jeder Zeit eine hohe Menge an Wärmeenergie in der Luft. Selbst an kalten Wintertagen und sogar in der Nacht. Die Energiemenge, die von der Sonne in einem Jahr auf die Erde gestrahlt wird, ist 50-mal höher als der

gesamte Energieverbrauch auf unserem Planeten. Damit ist Luft eine erneuerbare Energiequelle.

WELCHE AUFGABE HAT DAS KÄLTEMITTEL?

Kältemittel transportieren in einem geschlossenen Kreislauf Wärme von draußen nach drinnen (beim Heizen) oder umgekehrt (beim Kühlen). Es handelt sich dabei um eine spezielle Flüssigkeit, die bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft. Damit ein Kältemittel auch bei sehr frostigen Temperaturen noch Wärme aus der Umgebungsluft aufnehmen kann, liegt diese Verdampfungstemperatur bei etwa -40° C.

WAS IST DER UNTERSCHIED ZWISCHEN HEIZ- UND WÄRMELAST?

Obwohl beide Begriffe sehr ähnlich erscheinen, bedeuten sie das exakte Gegenteil. Heizlast steht für die benötigte Heizenergie, um ein Gebäude auf ein komfortables Temperaturniveau zu bringen. Wärmelast steht für die Energie, die benötigt wird, um Gebäude oder Räume auf eine angenehme Temperatur zu kühlen. Die Wärmelasten sind für die einzelnen Räume in einem Gebäude sehr unterschiedlich. Neben der Raumgröße

sind vor allem maßgeblich: Ausrichtung (Süden oder Norden), Größe der Fensterflächen, Beschattung (Innen- oder Außenjalousien). Heiz- und Wärmelast müssen von einem Fachmann für die richtige Auslegung

(= Leistungsstärke) der Heizungs- oder Klimaanlage berechnet werden.

WIE FUNKTIONIERT EIN WÄRMEPUMPEN-KREISLAUF?

Im Kühlbetrieb sind die Funktionen getauscht: Die Wärme wird aus dem Gebäude nach draußen transportiert. Das Prinzip ist für Split-Klimaanlagen und Wärmepumpen identisch. Der Unterschied: Bei Klimaanlagen wird die Raumluft direkt über ein Innengerät erwärmt oder gekühlt. Bei Luft/Wasserwärmepumpen wird die Energie über die Hydrobox an einen Wasserkreislauf übertragen und dieser überträgt die Heizenergie in die Räume.

WAS PASSIERT BEIM VERDAMPFEN, VERDICHTEN UND VERFLÜSSIGEN?

Das Kältemittel verdampft im Wärmetauscher des Außengeräts und nimmt dabei Wärme auf. Wenn Sie Ihren Finger befeuchten und auf die feuchte Stelle pusten, trocknet die Feuchte und an der Stelle entsteht ein Kältegefühl. Dieses Kältegefühl entsteht durch das gleiche Prinzip: Verdampfung entzieht Wärme. An dieser Stelle kommt der Verdichter ins Spiel. Beim Verdichten eines Gases wird zusammen mit den Molekülen auch

die Wärmeenergie verdichtet. Als Folge davon erhöht sich die Temperatur des Gases. Beim Aufpumpen eines Fahrradreifens können Sie durch den Reifen hindurch fühlen, wie sich die Luft im Inneren des Reifens erwärmt. Im Verdichter einer Wärmepumpe erhöht sich die Temperatur des Gases auf ein Vielfaches der ursprünglichen Temperatur der Außenluft. Im Inneren Ihres Hauses erfolgt der zweite Wärmetausch: Das verdichtete Gas

gelangt in den zweiten Wärmetauscher und trifft dabei auf eine Fläche, die kälter als das Gas ist. Das Gas kondensiert und gibt Wärme ab. Kondensieren bedeutet, dass sich das Gas wieder in eine Flüssigkeit umwandelt. Das flüssige Kältemittel wird durch ein Expansionsventil geleitet und dabei wieder auf den ursprünglichen Druck gebracht: Der Vorgang kann wieder von Neuem beginnen.

Energylabel

Saisonale Effizienz

Die Europäische Gesetzgebung* zielt darauf ab, dass Verbraucher ihren Energieverbrauch drastisch vermindern, die energetische Bewertung ihrer Gebäude verbessern und die 20-20-20-Ziele der EU-Kommission erfüllen. Aus diesem Grund sucht unsere Branche nach geeigneteren Möglichkeiten für die Beurteilung der energetischen Effizienz. In Folge dessen strebt die neue Ökodesign-Richtlinie (EuP) an, in der EU die negativen Umwelteinflüsse aller Erzeugnisse zu verringern. Aus diesem Grund wurde eine aussagekräftigere Kennzahl für das Leistungsverhalten von Klimaanlagen entwickelt und eine neue Methode für die Angabe dieses Leistungsverhaltens – Saisonale Effizienz (Jahresarbeitszahl) – als Ersatz für die zurzeit verwendete Leistungszahl mit all ihren Nachteilen eingeführt.

 

*EPB-Richtlinie 2002/91/EG, (Energy Performance of Buildings, Energieausweis für Gebäude), Ökodesign-Richtlinie EuP (Energy Related Products, Energieverbrauchsrelevante Produkte)

Keine Leistungszahlen unter Normbedingungen mehr

Bisher wurde die Energieeffizienz von Kälteanlagen unter konstruierten, standardisierten Bedingungen gemessen. Bei Klimaanlagen erfolgte diese Messung bei einer konstanten Temperatur von 35 °C unter voller Kühlleistung. Diese Messung ergab die nominale Energieeffizienz, die Leistungszahl (EER/COP), eine Angabe, die natürlich nicht alle Gegebenheiten des täglichen Gebrauchs exakt widerspiegelt.

Saisonale Effizienz gibt Verhalten unter realen Bedingungen wieder

Im Rahmen von ERP hat die EU eine komplexere Berechnungsmethode für Geräte unter 12 kW die – Saisonale Arbeitszahl (SEER/SCOP) – ausgearbeitet (EN 14825). Die wesentlichen Unterschiede zwischen den jahreszeitbedingten Werten und den Werten unter Normbedingungen sind folgende: > Verwendung unterschiedlicher Bemessungstemperaturen für Kühlen und Heizen anstatt einer einzigen Normtemperatur > Bewertung des Betriebs bei Teillast statt bei Volllast > Einbeziehung der von Geräten in Hilfsmodi (wenn das Gerät selbst inaktiv ist) verbrauchten Energie, ein Wert, der sich im Laufe eines Jahres beachtlich aufsummieren kann Einführung der Berechnungsmethode „Saisonale Arbeitszahl“, die zu einer besseren Einschätzung des realen Leistungsverhaltens im Verlauf des gesamten Jahres führt

SEER / SCOP – DER MASSSTAB FÜR EFFIZIENZ

SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) und SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) stehen für die Energieeffizienz im Ganzjahresbetrieb. Diese Kennzahlen liegen im Vergleich zu den bisher gebrauchten Kennzahlen COP und EER deutlich näher am tatsächlichen Verbrauch. 

  • Leistungsmessung für verschiedene Temperaturen, Berechnung anhand eines durchschnittlichen Jahrestemperaturverlaufs = realistische Leistungsvorgaben 
  • Berücksichtigung des Verbrauchs im Teillastbetrieb = Vorteile der Invertertechnologie werden im Messergebnis sichtbar
  • Berücksichtigung von Hilfsenergie (zum Beispiel Standby-Betrieb und Abtauen) = Erfassung des kompletten Energiebedarfs

BEISPIEL

SEER = 5,00 heißt: Im Jahresdurchschnitt werden 5 kW Kühlleistung bei nur 1 kW Stromverbrauch erzielt.

SCOP = 5,14 heißt: Im Jahresdurchschnitt werden 5,14 kW Heizleistung bei nur 1 kW Stromverbrauch erzielt.

WAS VERSTEHT MAN UNTER SEER, SCOP UND JAHRESARBEITSZAHL?

SEER und SCOP sind die aktuell gültigen Kennzahlen für Energieeffizienz bei Klimaanlagen bis zu einer Leistung von 12 kW. Früher hießen diese Kennzahlen EER (= Kühlbetrieb) oder COP (= Heizbetrieb). Das „S“ davor steht für „saisonal“. Im Gegensatz zu früher wird heute die Energieeffizienz nicht nur an einem extremen Punkt gemessen, sondern mit einer realistischen Verteilung und Gewichtung über den gesamten Jahresverlauf (daher „saisonal”). Außerdem werden auch die Standby- und Hilfs-Energien berücksichtigt. Die ermittelte Zahl ist ein Maßstab für die Energieeffizienz. Ein SCOP von 4,2 heißt: Im Jahresdurchschnitt wird je kW verbrauchten Stroms eine Wärmeenergie von 4,2 kW erzeugt. Das bedeutet eine Energieeffizienz von 420 Prozent! Die Arbeitszahl einer Wärmepumpe ist ebenfalls ein Maßstab für die Energieeffizienz. Eine Arbeitszahl von 3,5 bedeutet: Je kW verbrauchten Stroms werden 3,5 kW Wärmeenergie gewonnen. Die durchschnittlichen Außentemperaturen

während der Heizperiode sind in Deutschland regional sehr unterschiedlich. Deshalb wird die Jahresarbeitszahl

(= saisonale Effizienz) für den jeweiligen Standort berechnet.

TEWI

Bei den Diskussionen zur F-Gas-Verordnung wird der TEWI (Total Equivalent Warming Impact) kaum berücksichtigt. Es geht meistens um das GWP (Global Warming Potential) der F-Gase. Um einiges wichtiger sind die indirekten CO2-Emissionen, die durch den Energiebedarf der Anlage, also durch den verbrauchten Strom entstehen.

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