EFC-Studie über die Wärmewellenheizung

Der Entwickler und Patentinhaber SSHC Inc. beauftragte 1994 eine Studie, um das Potenzial von Wärmewellenheizungen zur Energieeinsparung zu beweisen und die Effizienz des Systems zu demonstrieren. Deshalb erstellte NAHB 1994 eine Studie um die Fähigkeit des Systems zu bestätigen, den Energieverbrauch und die CO2 Gase zu reduzieren mit dem Nebeneffekt, Energiekosten zu sparen.

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Der Gutachter

Die “National Association of Home Builders” (NAHB) in den U.S.A. hat 190.000 Mitglieder einschließlich 50.000 Mitglieder, die mehr als 80% aller US. Häuser gebaut haben. NAHB wurde in 1964 als separate gemeinnützige Tochtergesellschaft der NAHB gegründet. Die Forschungsabteilung hat 75 Mitarbeiter einschließlich Wissenschaftler, Ingenieure, Wirtschaftswissenschaftler, Architekten, Planer usw. Das Zentrum baut Musterhäuser, um innovative Technologien zu prüfen und zu bewerten, die sich auf den privaten Hausbau beziehen.

Die Ausgangssituation

Das 1990 gebaute Haus ist ein konventionelles zweistöckiges Haus, ungefähr 204 m2 groß. Es wurde deshalb ausgewählt, weil die erforderlichen Energiedaten sowohl für Elektroheizung als auch für konventionelle Heizung verfügbar waren. Der Hersteller SSHC Inc. hatte die Anzahl, Größe und Anordnung der Heizplatten spezifiziert. In dreizehn Zonen, wurden 16 Heizplatten mit einem Gesamtumfang von 16 m2 installiert. An diese Heizplatten wurden Thermostate mit Netzspannung angeschlossen und mit der Möglichkeit, die Wärmestrahlungen als auch die Raumtemperaturen zu messen.

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Wegen der Charakteristika der Wärmewellenheizung war die erforderliche Kapazität der Heizplatten signifikant niedriger (8.100 W) als die Elektroheizung (20.500 Watt) und auch die der Wärmepumpenheizung (16.700 Watt). Die Wärmepumpenheizung bestand aus zwei Heizpumpen (1-ton-Einheit für das Obergeschoss und eine 2-ton Einheit für das Erdgeschoss). Beide Heizpumpen wurden eigens für diese Studie neu installiert. Die Einheiten wurden von einem lokalen Unternehmer als typisch für solche Wohnungen ausgewählt. Beide Zonen des zwangsbelüfteten Systems wurden mit programmierbaren Thermostaten für separate Wochentage und Wochenende ausgestattet.

Vorhergehende Untersuchungen im Testhaus beinhaltete die Nutzung einer Elektroheizung. Der Energieverbrauch der Elektroheizung im Verhältnis zur Außentemperatur wurde ermittelt, was wiederum einen Vergleich zwischen der Elektroheizung und der Wärmewellenheizung ermöglichte (s. Tabelle 1.) Der Wohlfühlfaktor wurde ebenfalls bewertet. Eines der Vorteile der Wärmewellenheizung ist es, die Temperatur in Zonen, in denen sich niemand befindet, isoliert zu reduzieren. Die Temperatur für solche Zonen wurde mit 15,5°C festgesetzt, die bewohnten Zonen mit 20°C. Die Bewohner gaben an, dass für sie akzeptable Temperaturen innerhalb von 10 – 15 Minuten erreicht wurden, die angenehmen Temperaturen innerhalb von 30-45 Minuten. Verhaltensänderungen waren allerdings erforderlich. Die Thermostate mussten z.B. bei Verlassen der Räume zurückgedreht werden und mögliche Raumbelegungen wurden antizipiert. Am Ende der Studie bevorzugten beide Bewohner die Wärmewellenheizung gegenüber den konventionellen Systemen. Raumtemperaturen konnten auf einem niedrigeren Niveau gehalten werden als bei konventionellen Heizungen, die die Luft erwärmen. Die Durchschnittstemperatur hatte eine minimale Variation vom Boden bis zur Decke.

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Wirtschaftliche Betrachtungsweise

Die geschätzten Einsparungen durch das Heizen mit Wärmewellenheizungen in einem Durchschnittsjahr sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die Daten wurden durch ein Datenerfassungs- und Überwachungssystem, da im Rahmen der Feldversuche eingesetzt wurde, erhoben. Das System erhielt und zeichnete Daten den Wärmekomfort sowie den Energieverbauch in verschiedensten Bereiche des Hauses auf. Die geschätzten Kosten der Wärmewellenheizung, abzüglich Installation, betrugen ca. 4.200 USD einschließlich der Heizplatten und Thermostate. Die Amortisationsdauer für dieses System variiert, abhängig davon, ob es als Erstausstattung in einem neuen Gebäude, als Ersatz für ein bestehendes zu erneuerndes System oder als Sanierung eines bestehenden Systems. Diese Kostendifferenz zwischen den konventionellen und dem Wärmewellensystem muss in einer Vergleichsbetrachtung einbezogen werden. Wenn dieses innovative System bekannter wird, werden die Kosten weiter fallen. Die Heizplatten können auch als Ergänzung zu bestehenden Systemen dort installiert werden, wo bestehende Heizungen unterdimensioniert sind oder dort, wo bestehende Heizungen zur Erreichung der nötigen Wärme nicht ausreichen.

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