Noch bis zum Ende des 18. Jahrhunderts deckte man den Großteil des
Energiebedarfes an Wärme mit Brennholz, man nutzte Wasser- und Windkraft
z. B. mit Hilfe von Mühlen. Mit dem Beginn der Industrialisierung im 19.
Jahrhundert begann die Menschheit, die fossilen Energieressourcen der Erde
im verstärktem Maße auszubeuten, was einer der Gründe für die rasante
technische Entwicklung und dem damit verbundenen heutigen Wohlstand ist.
Energie aus fossilen Energieträgern ist relativ preiswert, einfach zu
transportieren, in ausreichendem Maße verfügbar und sehr gut dosierbar.
Heute wird mehr als 90% des Primärenergieverbrauchs durch fossile
Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas gedeckt.
Diese Entwicklung hat aber eine Kehrseite: Bei der Verbrennung fossiler
Energieträger wird in wenigen Jahrzehnten das Kohlendioxid (CO2)
freigesetzt, das in Jahrmillionen durch Pflanzen der Atmosphäre entzogen
wurde. Der rapide Anstieg des CO2-Gehaltes und anderer Gase wie Methan
(CH4) oder Distickoxid bzw. Lachgas (N2O) führt zum Treibhauseffekt und
seinen Folgen: Kurzwellige Sonnenstrahlung vermag relativ ungehindert die
Atmosphäre zu durchdringen. Dadurch erwärmt sie die Oberfläche, die
ihrerseits langwellige Wärmestrahlung abgibt. Die Treibhausgase in der
Atmosphäre reflektieren bzw. absorbieren diese langwellige Strahlung. Steigt
nun der Anteil der Treibhausgase in der Atmosphäre, so wird auch mehr
langwellige Strahlung reflektiert bzw. absorbiert, was zur „Globalen
Erwärmung“ führt: Intensität und Stärke von Unwettern, Stürmen und
Überschwemmungen nehmen zu, Steppen und Wüsten breiten sich aus, die
Polkappen schmelzen, damit steigt der Meeresspiegel und weite
Küstenregionen werden für immer von der Landkarte verschwinden.
Weiterhin entstehen bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe giftige
Schadstoffe, die Mensch und Umwelt belasten. Der „saure Regen“, der
dadurch verursacht wird, führt zum bekannten Waldsterben. Auch der
sogenannte „Sommersmog“ – eine überhöhte Ozonbelastung – wird durch
giftige Abgase verursacht.
Ein Aspekt, der ein Umdenken in dieser und den kommenden Generationen
zwingend erforderlich macht, ist die Endlichkeit der fossilen
Energieressourcen. Erdöl- und Erdgasvorkommen werden wahrscheinlich
noch in diesem Jahrhundert vollständig aufgebraucht, nur Kohle steht noch
länger zur Verfügung. [...]
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 1.1 Energieeinsparung – warum?
- 1.2 Energiesparende Wärmeerzeuger
- 2 Aufgabenstellung
- 3 Untersuchte Wärmeerzeuger
- 3.1 Gasbetriebene Wärmepumpe Loganova GWP
- 3.1.1 Diffusions-Absorptions-Wärmepumpe (DAWP)
- 3.1.2 Gas-Brennwertgerät
- 3.1.3 Kombigerät Loganova GWP
- 3.1.3.1 Aufbau und Funktionsweise
- 3.1.3.2 Planung
- 3.1.3.3 Feldtest
- 3.2 Öl-Niedertemperatur-Heizkessel
- 3.2.1 Aufbau und Funktionsweise
- 3.2.2 Planung
- 3.3 Gas-Brennwertkessel
- 3.3.1 Aufbau und Funktionsweise
- 3.3.2 Planung
- 3.4 Holzpellets-Kessel
- 3.4.1 Holzpellets
- 3.4.2 Aufbau und Funktionsweise
- 3.4.3 Planung
- 3.5 Elektro-Wärmepumpe
- 3.5.1 Aufbau und Funktionsweise
- 3.5.2 Planung
- 4 Untersuchte Gebäudetypen
- 4.1 Jahres-Nutzenergiebedarf
- 4.2 Bestehendes Gebäude
- 4.3 Neubau gemäß EnEV
- 4.4 Ultra-Niedrigenergiehaus
- 4.5 Ergebnisse
- 5 Primärenergiebedarf
- 5.1 Primärenergiebedarf für die Trinkwassererwärmung
- 5.2 Primärenergiebedarf für die Lüftungsanlage
- 5.3 Primärenergiebedarf für die Heizung
- 5.4 Bewertung
- 5.5 Ergebnisse
- 6 Schadstoffemissionen
- 6.1 CO2-Äquivalent
- 6.2 SO2-Äquivalent
- 6.3 O3-Vorläufer-Äquivalent
- 6.4 GEMIS
- 6.5 Ergebnisse
- 7 Wirtschaftlichkeit
- 7.1 Kapitalwertmethode
- 7.2 Randbedingungen
- 7.2.1 Szenario
- 7.2.2 Investitionskosten
- 7.2.3 Energiepreise
- 7.2.4 Betriebskosten
- 7.3 Ergebnisse
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit untersucht die Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit verschiedener Wärmeerzeuger für Einfamilienhäuser. Die Zielsetzung ist ein umfassender Vergleich der Loganova GWP mit etablierten Systemen unter Berücksichtigung von Primärenergiebedarf, Schadstoffemissionen und Wirtschaftlichkeit.
- Vergleich verschiedener Wärmeerzeugertypen (Gas-Wärmepumpe, Öl-Kessel, Gas-Brennwertkessel, Holzpellets-Kessel, Elektro-Wärmepumpe).
- Bewertung der Umweltfreundlichkeit anhand des Primärenergiebedarfs und Schadstoffemissionen.
- Analyse der Wirtschaftlichkeit mittels der Kapitalwertmethode.
- Berücksichtigung verschiedener Gebäudetypen (Bestand, Neubau nach EnEV, Ultra-Niedrigenergiehaus).
- Detaillierte Betrachtung der Loganova GWP als innovatives Kombigerät.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik der Energieeinsparung ein und beleuchtet die Notwendigkeit, angesichts der Endlichkeit fossiler Brennstoffe und der negativen Auswirkungen auf die Umwelt, umweltfreundliche und wirtschaftliche Wärmeerzeuger zu entwickeln und einzusetzen. Es wird die historische Entwicklung des Energieverbrauchs dargestellt und die Bedeutung des Treibhauseffekts hervorgehoben. Schließlich werden energiesparende Wärmeerzeuger als zentrale Lösungsansätze vorgestellt.
2 Aufgabenstellung: Die Aufgabenstellung dieser Diplomarbeit wird klar definiert: Ein Vergleich der Loganova GWP mit anderen Wärmeerzeugern (Öl-Niedertemperaturkessel, Gas-Brennwertkessel, Holzpellets-Kessel, Elektro-Wärmepumpe) in Bezug auf Primärenergiebedarf, Schadstoffemissionen und Wirtschaftlichkeit. Drei unterschiedliche Gebäudetypen dienen als Grundlage für die Analyse.
3 Untersuchte Wärmeerzeuger: Dieses Kapitel beschreibt detailliert die Funktionsweise und technischen Aspekte der fünf untersuchten Wärmeerzeuger. Der Fokus liegt dabei auf relevanten Details für die spätere Bewertung der Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit. Die gasbetriebene Wärmepumpe Loganova GWP wird besonders ausführlich behandelt, inklusive ihrer Komponenten (DAWP und Gas-Brennwertkessel), Planung und Feldtestergebnissen.
4 Untersuchte Gebäudetypen: Die Arbeit analysiert den Einsatz der Wärmeerzeuger in drei unterschiedlichen Gebäudetypen: einem bestehenden Gebäude (nach Wärmeschutzverordnung 1984), einem Neubau gemäß Energieeinsparverordnung (EnEV) und einem Ultra-Niedrigenergiehaus ("3-Liter-Haus"). Der Jahres-Nutzenergiebedarf wird für jeden Gebäudetyp berechnet und detailliert dargestellt.
5 Primärenergiebedarf: Dieses Kapitel beschreibt die Berechnung des Primärenergiebedarfs gemäß DIN V 4701-10 für alle Wärmeerzeuger und Gebäudetypen. Das Tabellenverfahren wird angewendet, wobei herstellerspezifische Daten integriert werden. Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede im Primärenergieverbrauch der verschiedenen Systeme.
6 Schadstoffemissionen: Das Kapitel befasst sich mit der Berechnung der Schadstoffemissionen (CO2-Äquivalent, SO2-Äquivalent, O3-Vorläufer-Äquivalent) mithilfe des Programms GEMIS. Die Ergebnisse werden für jeden Wärmeerzeuger und Gebäudetyp dargestellt und verglichen. Eine zusätzliche Analyse der Emissionen im Vergleich zu Pkw’s wird durchgeführt.
7 Wirtschaftlichkeit: Dieses Kapitel beschreibt die Wirtschaftlichkeitsanalyse der Wärmeerzeuger mittels der Kapitalwertmethode. Zunächst werden die Randbedingungen (Szenario, Investitionskosten, Energiepreise, Betriebskosten) definiert. Die Ergebnisse der Kapitalwertberechnung für alle Wärmeerzeuger und Gebäudetypen werden im Anschluss präsentiert.
Schlüsselwörter
Wärmeerzeuger, Einfamilienhaus, Umweltfreundlichkeit, Wirtschaftlichkeit, Primärenergiebedarf, Schadstoffemissionen, Loganova GWP, Diffusions-Absorptions-Wärmepumpe (DAWP), Gas-Brennwertkessel, Öl-Niedertemperaturkessel, Holzpellets-Kessel, Elektro-Wärmepumpe, Energieeinsparverordnung (EnEV), Kapitalwertmethode, GEMIS.
Häufig gestellte Fragen zur Diplomarbeit: Vergleich verschiedener Wärmeerzeuger für Einfamilienhäuser
Was ist das Thema der Diplomarbeit?
Die Diplomarbeit untersucht die Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit verschiedener Wärmeerzeuger für Einfamilienhäuser. Der Fokus liegt auf einem umfassenden Vergleich der Loganova GWP mit etablierten Systemen.
Welche Wärmeerzeuger werden verglichen?
Verglichen werden die Loganova GWP (Gas-Wärmepumpe mit DAWP und Gas-Brennwertgerät), ein Öl-Niedertemperatur-Heizkessel, ein Gas-Brennwertkessel, ein Holzpellets-Kessel und eine Elektro-Wärmepumpe.
Welche Kriterien werden zur Bewertung der Wärmeerzeuger verwendet?
Die Bewertung erfolgt anhand des Primärenergiebedarfs, der Schadstoffemissionen (CO2, SO2, O3-Vorläufer) und der Wirtschaftlichkeit (Kapitalwertmethode).
Welche Gebäudetypen werden berücksichtigt?
Die Analyse umfasst drei Gebäudetypen: ein bestehendes Gebäude (nach Wärmeschutzverordnung 1984), einen Neubau gemäß Energieeinsparverordnung (EnEV) und ein Ultra-Niedrigenergiehaus.
Wie wird der Primärenergiebedarf berechnet?
Der Primärenergiebedarf wird gemäß DIN V 4701-10 mit dem Tabellenverfahren und herstellerspezifischen Daten berechnet.
Wie werden die Schadstoffemissionen ermittelt?
Die Schadstoffemissionen werden mit dem Programm GEMIS berechnet und umfassen CO2-Äquivalent, SO2-Äquivalent und O3-Vorläufer-Äquivalent.
Welche Methode wird für die Wirtschaftlichkeitsanalyse verwendet?
Die Wirtschaftlichkeitsanalyse erfolgt mittels der Kapitalwertmethode unter Berücksichtigung von Investitionskosten, Energiepreisen und Betriebskosten.
Was sind die wichtigsten Ergebnisse der Diplomarbeit?
Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede im Primärenergieverbrauch, den Schadstoffemissionen und der Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Wärmeerzeugersysteme in Abhängigkeit vom Gebäudetyp. Eine detaillierte Zusammenfassung der Ergebnisse ist in den einzelnen Kapiteln der Arbeit enthalten.
Wie detailliert wird die Loganova GWP behandelt?
Die Loganova GWP wird besonders ausführlich behandelt, inklusive Aufbau und Funktionsweise, Planung und Feldtestergebnissen. Ihre Komponenten (DAWP und Gas-Brennwertkessel) werden separat analysiert.
Wo finde ich die detaillierten Ergebnisse und Berechnungen?
Die detaillierten Ergebnisse und Berechnungen sind in den einzelnen Kapiteln der Diplomarbeit aufgeführt, welche ein vollständiges Inhaltsverzeichnis beinhaltet.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit am besten?
Wärmeerzeuger, Einfamilienhaus, Umweltfreundlichkeit, Wirtschaftlichkeit, Primärenergiebedarf, Schadstoffemissionen, Loganova GWP, Diffusions-Absorptions-Wärmepumpe (DAWP), Gas-Brennwertkessel, Öl-Niedertemperaturkessel, Holzpellets-Kessel, Elektro-Wärmepumpe, Energieeinsparverordnung (EnEV), Kapitalwertmethode, GEMIS.
- Quote paper
- Thomas Wachinger (Author), 2002, Wärmeerzeuger im Einfamilienhaus - Beurteilung bezüglich Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/185870
