Download pdf - Fachhochschule Nordwestschweiz

Für den Standort Lugano ist das Optimierungspotential in allen Bereichen grösser
als in Bern. Dies ist auf die deutlich höheren Tagestemperaturen aufgrund der
vielen Sonnenstunden zurückzuführen. Gleichzeitig ist die Nachtauskühlung bei
klarem Himmel stärker als in Bern und die Betriebszeiten der Wärmepumpe sind
durchschnittlich kürzer.
Grenzen des Wärmepumpenbetriebs
Die gewählte Wärmepumpe wird Aussentemperaturen bis zu 40°C grundsätzlich
problemlos meistern. Die Verdampfertemperatur wird aber ab ca. 20°C Aussentemperatur
durch Drosseln der Luftzufuhr künstlich tief gehalten. Eine
Verschiebung des Betriebs nach Zeiten mit Temperaturen über 20°C ist möglich,
bringt aber keine Optimierung in der JAZ. Um diese unnütze Optimierung in der
Realität zu umgehen, muss die Anlage mit einer intelligenten Steuerung betrieben
werden. Eine reine Zeitschaltuhr führt nicht zu optimalen Resultaten.
Aufgrund der Vorgehensweise zur Bestimmung von Arbeitszahlen in Polysun [BFE
Marti, Witzig, Huber, Ochs 2009] ist davon auszugehen, dass Polysun bei Quellentemperaturen
über 20 °C zu hohe Arbeitszahlen hinterlegt. Im oberen Temperaturbereich
sind keine Stützstellen für eine korrekte Interpolation mehr vorhanden. Die
Arbeitszahlen müssten in diesen Fällen teilweise etwas zu hoch ausgefallen sein.
4. Fazit
Die Analysen zeigen, dass durch eine Verschiebung der Betriebszeit von Luft-
Wasser-Wärmepumpen von tiefen Nachttemperaturen zu wärmeren
Tagestemperaturen, Energie in der Grössenordnung von einigen Prozent
eingespart werden kann. Für einen durchschnittlichen Standort wie Bern beträgt
die Einsparung in der geprüften Konfiguration 5%. Die energieoptimierte Variante
zeigt trotz Energieeinsparungen, Mehrkosten von 33%. Der Betrieb ist in dieser
einfachen Art der Energieoptimierung, nicht durch Wirtschaftlichkeit begründbar.
Die Komfortanforderungen können in allen untersuchten Fällen eingehalten
werden.
Eine weitere Erkenntnis aus der Arbeit ist, dass die Effizienz der Wärmepumpe oft
durch überhöhte Vorlauftemperaturen leidet. Ein Einsatz von regelbaren
Wärmepumpen kann hier eine weitere Optimierung bringen. Interessant ist auch,
dass mit effizienten Luft-Wasser-Wärmepumpen für den Heizbetrieb in modernen
Gebäuden, Jahresarbeitszahlen über vier erreicht werden.
Die Möglichkeiten, welche die Simulationssoftware Polysun bietet, kommen bei
dieser Art der Betriebsoptimierung von Wärmepumpenanlagen an ihre Grenzen.
Die Funktionalität der Regler ist begrenzt und die hinterlegten Steuerungs-
Zertifikatsarbeit CAS EF13, Institut Energie am Bau 28/30