Zentrale Wärmepumpe in Wärmenetzen und Industrie/Gewerbe
Technologie: Erzeuger
Stichworte: Wärmeerzeuger, Wärmeversorgung, Dezentrale Wärmeversorgung, Wärmenetz, Quartier, Industrie, Gewerbe, Wohngebäude, Wohnungswirtschaft, B2B/Businesskunden, Wärmesektor, Strombasiert, Erneuerbare Energien, Sektorenkopplung/Sektorkopplung, Eigenverbrauch/Eigenverbrauchserhöhung, Großwärmepumpe
Kurzbeschreibung: Zentrale Wärmepumpen können für große Leistungsbereiche und/oder für Anwendungen mit einem hohen Temperaturhub oder einer hohen Endtemperatur eingesetzt werden. Damit sind sie für die Prozesswärmeerzeugung oder die Einspeisung in Nah- bzw. Fernwärmenetze geeignet. Über Großwärmepumpen können Umwelt- und Abwärmequellen sinnvoll und effizient genutzt werden. Dabei wird eine Dekarbonisierung des Wärmesektors angestrebt. Eine Kompressionswärmepumpe ist die gängige technische Ausführung. Hierbei wird Umgebungswärme aufgenommen und mit einer meist elektrisch betriebenen Pumpe auf einem höheren Temperaturniveau nutzbar gemacht. Allerdings können auch gasbetriebene Pumpen eingesetzt werden (in der Regel mit Erdgas betrieben). Die Absorptionswärmepumpen benötigen zur Kompression keinen mechanischen Antrieb. Die Antriebsleistung wird über eine zusätzliche Wärmequelle mit Hilfe eines Absorptionsmittels bereitgestellt. Als eine Kombinationswärmepumpe werden hier Wärmepumpen mit thermischer und elektrischer Antriebsenergie bezeichnet.
| Elektrische Kompressions-WP | Gasbetriebene Kompressions-WP | Absorptions-WP | Kombinations-WP | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Technische Parameter | |||||
| Anlagentyp | Wärmeerzeuger | Wärmeerzeuger | Wärmeerzeuger | Wärmeerzeuger | |
| Anwendung | Quartiere, MFH, Gewerbe, Industrie | Quartiere, MFH, Gewerbe, Industrie | Quartiere, MFH, Gewerbe, Industrie | Quartiere, MFH, Gewerbe, Industrie | |
| Wärmequellen | Umgebungsluft, Seen/Flüsse, Grundwasser, Abwärme, Abwasser, Erdwärme | Umgebungsluft, Seen/Flüsse, Grundwasser, Abwärme, Abwasser, Erdwärme | Umgebungsluft, Seen/Flüsse, Grundwasser, Abwärme, Abwasser, Erdwärme | Umgebungsluft, Seen/Flüsse, Grundwasser, Abwärme, Abwasser, Erdwärme | |
| Typische Anlagengröße | [kW] | 2-20.000 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 27-95 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 25-350 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 250-2.500 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. |
| Max. Temperatur | [°C] | 105 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 60 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 90 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 115 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. |
| Max. Temperaturhub | [K] | 50 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 60 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 50 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 60 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. |
| Leistungszahl (COP) bei einem Temperaturhub von 30 K | [-] | 5,4 (bezogen auf Endenergie) 2,3 (bezogen auf Primärenergie) [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 4,8 (bezogen auf Endenergie) 4,4 (bezogen auf Primärenergie) [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 1,5 (bezogen auf Endenergie) 1,4 (bezogen auf Primärenergie) [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 5 (bezogen auf Endenergie) 1,7 (bezogen auf Primärenergie) [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. |
| Mittlerer Jahresarbeitszahl (Erzeuger-JAZ) | [-] | 3,7 (W/W, B/W) 3 (A/W) [2]Dr. Thomas Lauf, Michael Memmler, Sven Schneider, 2019: Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau. | 1,4 [2]Dr. Thomas Lauf, Michael Memmler, Sven Schneider, 2019: Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau. | 1,65 (berechnet aus [3]Absorptionsmaschine.de: Absorptionswärmepumpe zu Heiz- und Warmwasserunterstützung, 7.7.2021.) | - |
| Technische Lebensdauer | [a] | 20 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 15 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 18 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | Ähnlich zu Absorptions-WP [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. |
| Ökonomische Bilanz | |||||
| Investitionskosten (Kaufpreis) | [€/kW] | 250-700 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 300-770 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 400-1.100 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. | 414-833 [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. |
| Betriebsgebundene Kosten | [€/a] | - | - | Ca. 3 (berechnet aus [3]Absorptionsmaschine.de: Absorptionswärmepumpe zu Heiz- und Warmwasserunterstützung, 7.7.2021.) | Ähnlich zu Absorptions-WP [1]Wolf, S., 2017: Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme: Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung. Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik der Universität Stuttgart. |
| Verbrauchsgebundene Kosten | [€/a] | Abhängig von Strombezugskosten | Abhängig von Erdgasbezugskosten | Abhängig von Erdgasbezugskosten | Abhängig von Strom- und Erdgasbezugskosten |
| CO2-Bilanz | |||||
| CO2- Äquivalent (direkt und fremdbezogene Hilfsenergie) | [g/kWh] | 143,25-220,39 [2]Dr. Thomas Lauf, Michael Memmler, Sven Schneider, 2019: Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau. | 11,02 [2]Dr. Thomas Lauf, Michael Memmler, Sven Schneider, 2019: Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau. | 30% Einsparung im Vergleich zu konventionellen Heizgeräten [4]Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie, 2015: Informationsblatt Nr. 59: Gaswärmepumpe. | - |
| CO2- Äquivalent (inklusive Vorkette) | [g/kWh] | 175,35-235,27 [2]Dr. Thomas Lauf, Michael Memmler, Sven Schneider, 2019: Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau. | 53,66 [2]Dr. Thomas Lauf, Michael Memmler, Sven Schneider, 2019: Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau. | 30% Einsparung im Vergleich zu konventionellen Heizgeräten [4]Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie, 2015: Informationsblatt Nr. 59: Gaswärmepumpe. | - |
| Primärenergieträger | Strom, Abwärme/Umgebungswärme | Erdgas, Abwärme/Umgebungswärme | Erdgas/Abwärme, Abwärme/Umgebungswärme | Erdgas/Abwärme, Strom, Abwärme/Umgebungswärme |