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Russ-03-2009
Monitoring - Wärmepumpen im Gebäudebestand
Christel Russ
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
3. Internationales AnwenderforumStaffelstein, 26.- 27. März 2009
Russ-03-2009
Inhalt
1. Projektinformationen
2. Ergebnisse aus der Messperiode 2008
3. Abweichungen im Betriebesverhalten
4. Fazit
Russ-03-2009
Monitoring-Prozessablauf
Auswahl der Gebäuden
FragebögenDatenbank
ISEREVU/
WP HerstellerBewohner
INV
OLV
ED
TA
SK
STO
OLS
Installation derMesstechnik
Installation des Erfassungs-systems
Speicherung der Daten
Auswertung der Messdaten
Beratung,Anleitungen,Checklisten
EmbeddedSystem
Datenbank,Over Sight,Plausibilität-
prüfung
Datenbank,Tabellen,Internet-plattform
ISEInstallateure
ISE ISE ISEREVU/
WP Hersteller
Russ-03-2009
Projektinformation - Gebäude
Baujahr Bestand 44 % vor 1970 34 % 1971 – 1990 22 % nach 1990 Neubau nach 2004
Mittlerer beheizte Nutzfläche: 190 m²
Endenergiebedarf Bestand (Basis Ölverbrauch) : 182 kWh/(m²a) Neubau < 100 kWh/(m²a)
Russ-03-2009
Projektinformation - Wärmequellen
WP Effizienz WP im Bestand E.ON
Russ-03-2009
Projektinformation - Wärmeverteilungssysteme
WP Effizienz WP im Bestand E.ON
Russ-03-2009
Projektinformation - Anforderung Wärmepumpen im Bestand Wärmepumpen: installierte Leistung
Sole-Wasser-WP 13,8 kWtherm. Luft-Wasser-WP 14.5 kWtherm.
Vorlauftemperaturen - Planungswerte 45°C - 65°C Radiatoren 40°C – 45°C Fußbodenheizung 45°C – 60°C Warmwasserbereitung
Russ-03-2009
Systemgrenze für die Berechnung der Arbeitszahlen
Arbeitszahl =
Russ-03-2009
Ergebnisse - Arbeitszahlen 2008
3.83.3 3.02.6
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Gebäudebestand Neubau
Jahre
sarb
eits
zahl 2
008
Sole-Wasser-WärmepumpeLuft-Wasser-Wärmepumpe
Anlagenanzahl 35 34 34 6
Russ-03-2009
Arbeitszahlen 2008, Heizung und Warmwasser getrennt
2.73.7 2.43.1
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Sole-Wasser-Wärmepumpe Luft-Wasser-Wärmepumpe
Jahre
sarb
eist
zahl J
AZ
JAZ HeizungJAZ Warmwasser
Anzahl Anlagen 30 26 22 17
Max. VL-Temperatur(Bestand)
Heizung Sole-WP 49 °C Luft-WP 54 °C
Warmwasser Sole WP 57 °C Luft-WP 56 °C
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Ergebnisse - Arbeitszahl und Temperaturhub (11/07-10/08)
VL-Temp Mittel 46°C max 59°C
Mittel 43°C max 52°C
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
10 20 30 40 50 60 70
ΔT (Heizkreisvorlauftemperatur - Quelletemperatur) in K
AZ
Sole/Wasser-WärmepumpeLuft/Wasser-Wärmepumpe
3.8
3.0
mittlere Tageswerte im Heizbetrieb
Russ-03-2009
Abweichungen im Betriebsverhalten
Einfluss auf die Arbeitszahl z. B. Betrieb Heizstab, extrem hohe Vorlauftemperaturen
Einfluss auf Lebensdauer der Wärmepumpe, z. B. häufiges Schalten der WP mit kurzen Laufzeiten bzw. kurzen Ausschaltzeiten
Einfluss auf Stromverbrauch Gesamtsystem z. B. zu lange Laufzeiten der
Heizkreispumpe, der Zirkulationspumpe, Entladung der Speicher
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sorgfältige Auslegung der gesamten Anlagen und gute Anpassung der einzelnen Elemente
Auslegung und Sicherstellung von optimalen Volumenströmen auf Primär- und Sekundärseite
Überprüfung der Beladungsstrategien, insbesondere bei Kombispeichern und Kontrolle der Vorlauftemperatur
an den realen Bedarf angepasste Einstellung der Spreizungen und Heizkurven
Überprüfung der Dichtheit der 3-Wege-Ventile
sorgfältige und lückenlose Dämmung der Rohrleitungen und anderer Komponenten
Planung und Bau von einfachen Anlagen
Empfehlungen für die Praxis
Russ-03-2009
Fazit
bisherige Ergebnisse der Feldmessung:
erreichte Arbeitszahlen im Gebäudebestand Sole-Wasser-Wärmepumpen im Mittel 3,3 Luft-Wasser-Wärmepumpen im Mittel 2.6
erreichte Arbeitszahlen im Neubau Sole/Wasser-Wärmepumpen im Mittel 3,8 Luft/Wasser-Wärmepumpen im Mittel 3,0
Russ-03-2009
Fazit- Einsatz von Wärmepumpen im Gebäudebestand Jahres Arbeitszahl größer 2,7 im Mittel bei Luft/Wasser-
Wärmepumpen nicht erreicht (PE-Faktor Strom 2,7 - Basis Strommix D nach GEMIS 4.3)
Sorgfältige Planung der Auslegung der Wärmepumpen- anlagen unter Beachtung der Randbedingungen, z. B. Heizwärmebedarf, Vorlauftemperaturen, Heizflächen, Steuerung und Regelung (kann auch im Bestand zu AZ der Luft/Wasser-Wärmepumpen über 2,7 führen)
Es besteht Optimierungsbedarf bei der Einbindung der Wärmepumpen in das Versorgungssystem des Gebäudes und bei den Reglungsstrategien der gesamten Wärmepumpenanlagen
(GEMIS - Globales-Emissions-Modell-Integrierter-Systeme)
Russ-03-2009
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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