Verdoppelung der Arbeitszahl von Wärmepumpen und ...

Erkenntnisse
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Verdoppelung der Arbeitszahl von Wärmepumpen und Kältemaschinen mit kleinem Temperaturhub
Folgende Massnahmen tragen zur Erhöhung der Leistungsziffer bzw. der Arbeitszahl des
Gesamtsystems bei:
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Kühlwassertemperatur anstatt konstant auf die Spitzenleistung variabel anhand der effektiv
nachgefragten Kühlleistung regeln. Die optimale Regel- oder Steuerstrategie für die
Kühlwassertemperatur muss in der zweiten Projektphase noch verifiziert werden.
Die Kühlwassertemperatur beeinflusst die Leistungsziffer der Kältemaschine je nach Gütegrad
des Verdichters mit 2 bis 4% pro Grad.
Rückkühltemperatur variabel; wenn möglich keine oder möglichst tiefe Hochhaltung. Bei
variabler Rückkühltemperatur bringt eine Konzentration des Kühlmaschinenbetriebes auf die
Nacht- und Vormittagsstunden ähnlich viel wie eine hybride Rückkühlung mit Standardbetrieb.
Rückkühler nicht an Standorten plazieren, wo die lokale Lufttemperatur durch die
Sonneneinstahlung über die mittlere Aussentemperatur aufgeheizt wird. Die lokale Überhitzung
liegt oft in der Grössenordnung von 5 bis 10°C, die entsprechende Reduktion der
Leistungsziffer beträgt 15 bis 30%.
Zulufttemperatur in der Übergangszeit so tief wie möglich, um die freie Kühlung voll
auszuschöpfen (ohne aktive Kühlung).
Schiebung der Raumtemperatur lediglich bei tiefem COP in den heissen Nachmittagsstunden.
Bei mittleren bis schweren Gebäuden reduziert die Raumtemperaturchiebung in den heissen
Nachmittagsstunden die momentane Kühllast zur Raumkühlung praktisch auf Null.
Einsatz von Kältemaschinen mit hohem COP bei tiefem Hub: Gütegrad > 0.5. Die Unterschiede
beim Gütegrad liegen bei Faktor 2!
Bei der Einzelraumregelung keine „Nachtanhebung“ programmieren und die Sollwertschiebung
durch die Nutzer auf ein Minimum begrenzen. Der Wärmeaustausch innerhalb des Gebäudes
führt bei unterschiedlichen Sollwerten dazu, dass nur ein kleiner Teil der Kühlflächen bzw.
Geräte in Betrieb ist und dadurch die Kühlwassertemperatur unnötig tief angesetzt werden
muss.
Bei der Speicherbewirtschaftung den Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklauf hoch
halten. Die Leistungsziffer sinkt bei abnehmendem Temperaturunterschied markant.
Die Auslegung der Hydraulik eines Kaltwassersystemes beeinflusst die Leistungsziffer der
Kälteerzeugung in der gleichen Grössenordnung wie der COP des Verdichters.
Nationale Zusammenarbeit
Nationale Zusammenarbeit innerhalb der Arbeitsgemeinschaft mit der Hochschule für Technik und
Informatik Burgdorf, Prof. Dr. Kurt M. Graf, Dr. Michele Zehnder, Pestalozzistrasse 20, 3400 Burgdorf.
Daneben beteiligen sich folgende Organisationen an diesem Forschungsprojekt:
Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (ewz), Markt und Kunden, Herr Jörg Ruosch, Tramstrasse 35,
Postfach, 8050 Zürich.
Amt für Umwelt und Energie Basel Stadt, Hauptabteilung Energie, Herr Rudolf Jegge, Kohlenberggasse
7, 4051 Basel.