News aus der Wärmepumpen-Forschung - FWS

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News aus der Wärmepumpen-Forschung 18. Tagung des BFE-Forschungsprogramms «Wärmepumpen und Kälte» 27. Juni 2012, HTI Burgdorf Seite 33 individuell weiteres Messequipment installiert, das für die Erfassung der Zirkulationsverluste notwendig war. Basierend auf den eigenen Recherchen und dem Wissenstransfer aus dem Workshop gelangte man zur Entscheidung, die vier am häufigsten verwendeten Formen der Warmwasserbereitstellung und Warmhaltung mit physikalischen Modellen zu beschreiben. Zur Verifikation des Simulationsmodelles wurde ein Messobjekt nachgebildet. Die Messdaten und Simulationsergebnisse zeigten eine sehr gute Übereinstimmung. Im Anschluss wurden verschiedene Mehrfamilienhaus-Überbauungen mit diversen räumlichen Ausdehnungen und verschiedener Ausführungsqualität der Leitungsisolation definiert. Jeder Wohnung in der Überbauung wurde dabei ein Zapfprofil zugeordnet, das mit einer Software, welches auf statistischen Daten basiert, erzeugt wurde. Durch die Mischung all dieser Zapfprofile ergab sich ein realistisches Zapfverhalten mit realistischen Spitzen der Wasserbezüge. Temperaturverläufe in den Verteilleitungen und im Speicher sowie die Energien, welche dem System zugeführt und entzogen werden. Daraus konnte auch die Arbeitszahl der Anlage berechnet werden. Diese Arbeitszahl stellt die Basis für energetische Vergleiche der Systeme dar. Weitere Faktoren wie Wirtschaftlichkeit, Legionellenprävention, Planbarkeit, Komfort usw. wurden individuell für die Systeme bewertet. In einem Workshop am Projektende wurden die Resultate vorgestellt und diskutiert. Die Resultate dieser Diskussion sind sowohl in diesem Bericht als auch in [1, 7] zu finden. Arten der BWW-Warmhaltung / Simulationsmodell Während sich [8] vor allem mit den verschiedenen Anforderungen an BWW-Warmhaltesysteme auseinandersetzt gibt [7] detaillierte Informationen zum verwendeten Simulationsmodell. Ausführliche Informationen über die Vorgangsweise bei der Simulation und der Feldmessung sind in [1] zu finden. Fokus des hier vorgestellten Materials ist es, die Vor- und Nachteile der einzelnen Systeme zu präsentieren und daraus die geeigneten Schlüsse zu ziehen. Tabelle 1 listet eine Skizze und Beschreibung der vier in der Studie detailliert untersuchten BWW-Systeme. Für die Zirkulationssysteme wurde in der Simulation die am weitesten verbreitete Parallelrohr-Anordnung verwendet. Der Durchfluss in den Zirkulationsleitungen wurde laut Suissetec auf 10°C ausgelegt. Im Mittel stellte sich somit eine Temperaturspreizung von ca. 8°C zwischen Vorlauf und Rücklauf ein. Die elektrische Begleitheizung wurde als temperaturabhängige Heizleistung des Bandes implementiert. Daraus ergibt sich eine Temperatur in den Verteilleitungen von knapp 60°C. Die Systemgrenze für die Berechnung verläuft einerseits durch die individuellen Wohnungsanschlüsse und andererseits durch den Verdampfer. Dabei wird angenommen, dass die Wärmequelle entweder Grundwasser oder eine Erdwärmesonde ist. Die Verdampfungstemperatur ist deshalb auf 2°C fixiert. Auf der Sekundärseite, wird eine
News aus der Wärmepumpen-Forschung 18. Tagung des BFE-Forschungsprogramms «Wärmepumpen und Kälte» 27. Juni 2012, HTI Burgdorf Seite 34 Vorlauftemperatur von exakt 60.5°C durch die Regelung des BWW-Volumenstroms erreicht. Die Wärmepumpenleistung kann in Stufen variiert werden. Für die Berechnung der Effizienz wird somit die elektrische Leistung der Wärmepumpe, die Pumpleistung im Verteilnetz, die Wärmeverluste in den Leitungen und der Zentrale sowie die elektrische Leistung der Begleitheizung berücksichtigt. Die benötigte elektrische Energie wird ins Verhältnis zum verwendeten Brauchwarmwasser gestellt, um die Gesamteffizienz zu bestimmen. Abbildung 1 zeigt die Systemgrenze der parametrischen Studie. Abb. 1: Systemgrenzen für den Vergleich der Systeme. Für jede einzelne Wohnung wurde ein Zapfprofil nach Jordan und Vajen [9] erstellt. Das Gesamtprofil zeigte hinsichtlich durchschnittlichem und maximalem Durchfluss im Vergleich zur Messung sehr realistische und reproduzierbare Verbrauchsprofile.
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