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Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wird der optimierte Betrieb von Luft-Wasser-Wärmepumpen
untersucht. Ein kostenoptimierter Betrieb zu Strom Niedertarifzeiten wird
mit einem energieoptimierten Betrieb zu Zeiten mit hohen Quellentemperaturen
verglichen. Es werden sowohl der Energieverbrauch, die Energiekosten, die
Anlageneffizienz als auch der Nutzerkomfort berücksichtigt.
Nach theoretischen Betrachtungen der Zusammenhänge und Einflussfaktoren
werden mittels Polysun Wärmepumpensysteme realitätsnah simuliert. Polysun
greift dabei auf Klimadaten der verschiedenen Standorte zu, verwendet die
Prüfdaten von realen Wärmepumpen und berechnet das Verhalten von konkreten
Gebäuden mit all ihren Eigenschaften. Die Simulation erfolgt für die drei Standorte
Bern, Zermatt und Lugano. Der Betrieb von Warmwassererzeugung und Heizung
wird zur Erhöhung der Transparenz separiert analysiert. Es werden keine
regelbaren Wärmepumpen eingesetzt, da diese in Polysun noch nicht unterstützt
werden.
Die Analysen zeigen, dass durch eine Verschiebung der Betriebszeit von Luft-
Wasser-Wärmepumpen 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 Jahresarbeitszahlen
erhöhen sich dabei für den Warmwasserbetrieb um 5% und für den
Heizungsbetrieb um knapp 4%. Die Komfortbedingungen können für alle
Betriebsfälle eingehalten werden. Am kostengünstigsten ist nach wie vor der
Betrieb zu Niedertarifzeiten. Die energieoptimierte Variante zeigt trotz
Energieeinsparungen, Mehrkosten von 33%. Der energieoptimierte Betrieb ist mit
den in der Arbeit verwendeten einfachen Steuerungen nach wirtschaftlichen
Gesichtspunkten nicht begründbar. Die Verhältnisse sind an den Standorten
Zermatt und Lugano bei der Warmwassererzeugung ähnlich. Bei der Heizung
gehen die Werte deutlich auseinander. Während in Lugano eine Einsparung bis
10 % berechnet wurde, ist diese in Zermatt gerade mal 3%.
Die Analysen zeigen auch, dass durch den Einsatz von regelbaren Wärmepumpen
und intelligenten Steuerungen die Optimierungspotentiale deutlich besser
ausgenutzt werden könnten.
Zertifikatsarbeit CAS EF13, Institut Energie am Bau 3/30