UWIS, Energietechnik und Umwelt, Kolloquium 3
Thomas Kuster, Roman Schenk 25. April 2006
1 Vergleich zweier Energiesysteme
1.1 Grafik
η [ ] J AZ [ ] ERZ [a]
Heizung mit ¨ Ol 0.80 - 0.5
W¨ armepumpe - 3.0 2.0
Kraftwerk 0.40 - 1.0
E ˙ H = j¨ ahrlicher Heizenergiebedarf E ˙ B = j¨ ahrlicher Brennstoffbedarf Olheizung ¨
E ˙ H = E ˙ B η H E ˙ B =
E ˙ H
η H
E Herstellung = E ˙ H · ERZ H E tot (t) = E Herstellung + ˙ E B t E tot (t) = E ˙ H · ERZ H + E ˙ H
η H t E tot (t) = E ˙ H
ERZ H + t η H
n H = E tot (t) E ˙ H
= ERZ H + t η H
(1)
1
UWIS, Energietechnik und Umwelt, Kolloquium 3 2
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Abbildung 1: Grafik W¨ armepumpe
E ˙ H = E ˙ e J AZ ⇒ E ˙ e = E ˙ H
J AZ E tot (t) = E ˙ H ERZ WP + ˙ E e t
|{z}
E
e(t)
E e (t) = E ˙ e
ERZ KW + t η KW
E tot (t) = E ˙ H ERZ WP + E ˙ e
|{z}
E˙H J AZ
ERZ KW + t η KW
E tot (t) = E ˙ H
ERZ WP + 1 J AZ
ERZ KW + t η KW
n = ERZ WP + 1 J AZ
ERZ KW + t η KW
(2)
Abbildung 1 zeigt einen Plot von (1) und (2).
UWIS, Energietechnik und Umwelt, Kolloquium 3 3 1.2 Ab welcher Lebensdauer ist die W¨ armepumpe besser als
die ¨ Olheizung
Folgt aus der Grafik, bzw. durch Gleichsetzen von (1) und (2).
ERZ H + t
η H = ERZ WP + 1 J AZ
ERZ KW + t η KW
t η H
− t
η KW J AZ = ERZ WP + ERZ KW
J AZ − ERZ H
t = ERZ WP + ERZ J AZ
KW− ERZ H
1
η
H− η 1
KW
J AZ
t = 4.4 a
1.3 Einsparung nach Ablauf der Lebensdauer
t = 20 a in (1) und (2) einsetzen, ergibt den aufsummiertem Gesamtenergie- aufwand bezogen auf den j¨ ahrlichen Heizenergiebedarf nach 20 Jahren.
Olheizung: ¨ n H = 25.5 W¨ armepumpe: n WP = 19.0
Einsparung in % gegen¨ uber einer ¨ Olheizung 1 − 19.0
25.5 = 25.5%
1.4 Welche JAZ muss die W¨ armepunpe aufweissen t = 20 a in (1) und (2) einsetzen, dann J AZ berechnen.
ERZ H + 20
η H = ERZ WP + 1 J AZ
ERZ KW + 20 η KW
ERZ H + 20
η H − ERZ WP = 1 J AZ
ERZ KW + 20 η KW
J AZ = ERZ KW + η 20
KW
ERZ H + η 20
H
