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1 Übersicht Präsentationen
JAZcalc – So berechnen Sie die
Effizienz der Wärmepumpenanlage
DI Roland Kapferer
Amt der Tiroler Landesregierung | Abteilung Wohnbauförderung
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Inhalt
� Einführung JAZcalc
� Beispiel Musterhaus mit Sole / Wasser WP
� Vergleich Messung - Berechnung
Übersicht Präsentationen
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Einführung JAZcalc
� www.guetesiegel-erdwaerme.at
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Einführung JAZcalc
� Hintergrund
– Wärmepumpenheizungen sind nicht per se ein effizientes und dadurch ökologisches Heizsystem.
– Erst Jahresarbeitszahl (JAZ) von > 3,0 bringt signifikante Emissionsvorteile gegenüber Gas-Brennwertgerät
� Ökobilanz der Wärmepumpe bestimmt durch:
– den eingesetzten Strom (Stromerzeugungsmix)
– Jahresarbeitszahl JAZ
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Einführung JAZcalc
� Entwicklungsgeschichte– basiert auf dem Rechentool „WPesti“ des Kantons Zürich
– erstellt unter Beteiligung der Fördergemeinschaft Wärme-pumpen Schweiz (FWS) und des Vereins MINERGIE 2006
– Verifiziert beim Projekts FAWA des Bundesamtes für Energie Schweiz wurde „WPesti“ an rund 200 Anlagen
– Adaptiert mit finanzieller Unterstützung des Lebensministeriums auf österreichische Verhältnisse und weiterentwickelt im Projekt „Qualitätsgemeinschaft Wärmepumpe Austria - www.gütesiegel-erdwärme.at“
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Einführung JAZcalc
� Energieeffizienz
„aus 1 kWh elektrischer Energie entstehen mind. 4 kWh Heizwärme“
7 MODUL 3 – Haustechnik: Wärmepumpe (Kapferer)
Einführung JAZcalc
� Leistungszahl der Wärmepumpe (Coefficient of Performance - COP)– momentanes Verhältnis von abgegebener Wärmeleistung zu
aufgenommener Antriebsleistung der Wärmepumpe (gemessen nach EN 14511 bzw. EN 255) (Leistungswert am Prüfstand)
– Prüfpunkte : B0/W35, A2/W35, W10/W35
– Prüfstellen: WPZ - CH, Arsenal – A,
� Jahresarbeitszahl (JAZ)– jährliche Verhältnis von abgegebener Wärmemenge zu
aufgenommener Strommenge darstellt (Abhängig von den realen Einsatzbedingungen)
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JAZ – Systemgrenzen
� JAZ 1: (nach VDI 4650)– Wärmepumpe mit Steuerung, Förder-,
Zirkulations- und Entladepumpe
� JAZ 2: – wie JAZ 1, zusätzliche
Speicherverluste der Heizung
� JAZ 3:– wie JAZ 2, zusätzlich E-Heizstab und
Umwälzpumpen der Heizungsanlage
JAZcalc rechnet nach JAZ 3 ohne Speicherverluste (Annahme: Speicher steht in der thermischen Hülle) und ohne Heizungspumpe (diese wird unabhängig vom Wärmeerzeuger benötig)
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Monitoringergebnisse
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Quelle: Monitoring - Wärmepumpen im Gebäudebestand
Christel Russ Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE3. Internationales AnwenderforumStaffelstein, 26.- 27. März 2009
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Monitoringergebnisse
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Quelle: Messung von Wärmepumpen in neu errichteten Wohngebäuden Land VorarlbergEndbericht Oktober 2009F.d.I.v.: DI Christian Vögel, Amt der Vorarlberger Landesregierung
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Einführung JAZcalc
� Wie erzielt man hohe Jahresarbeitszahlen?
– Niedrige Vorlauftemperatur des Heizwassers
• Pro Grad Temperaturerhöhung auf der Wärmeabgabeseite verschlechtert sich die JAZ um ca. 2,5%.
– Hohe, konstante Quellentemperatur
• Pro Grad Temperaturerhöhung auf der Wärmequellenseite verbessert sich die JAZ um ca. 2,0%
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Einführung JAZcalc
� Wie erzielt man hohe Jahresarbeitszahlen?
– Dimensionierung und Optimierung der Hilfsaggregate
• Hocheffizienzpumpen
• Geringer Druckverlust im Sondenfeld
– Geringer Heizleistungsbedarf des Hauses
– Geringer Anteil der Warmwasserbereitung
• z.B. Warmwasserbereitung über Solar
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Einführung JAZcalc
� Wie erzielt man hohe Jahresarbeitszahlen?
– Niedrige Speicher- und Verteilverluste
• Ein 1.000 Liter Pufferspeicher mit 12 cm Dämmung � rd. 1.000 kWh Speicherverlust!
– Effizientes Wärmepumpenaggregat
• DACH bzw. EHPA Gütesiegel
– Bedachter Einsatz von Pufferspeicher
• Hydraulische Einbindung, Regelung und Fühlerpositionierung entscheidend!!!
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Einführung JAZcalc
� Mit „JAZcalc“ können die folgenden Wärmepumpensystem berechnet werden:
– Luft-Wasser-Wärmepumpen
– Abluft-Wasser-Wärmepumpen
– Erdwärmesonden-Wärmepumpen
– Grundwasser-Wärmepumpen
– Erdkollektor-Wärmepumpen
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Einführung JAZcalc
� Mit „JAZcalc“ können die folgenden Betriebsweisenberechnet werden:
– Monovalent
– Bivalent parallel
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Einführung JAZcalc
� Beispiel Musterhaus:
– Standort Innsbruck
– BGF 191m²
– NGF 150 m²
– HWB 28 kWh/m²a
– Verteilsystem Fußbodenheizung
– Sole / Wasser WP mit Tiefensonde
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Ausdruck JAZcalc
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Ausdruck JAZcalc
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Ausdruck JAZcalc
� Einbau eines Puffers mit 1.000 Liter; ∆t=5K
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Integration Warmwasserbereitung
� Verhältnis Warmwasser zu Heizenergie
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Vergleich Messung - Berechnung
� Mehrere Verfahren zur Berechnung der JAZ
– VDI 4650
– OIB Richtlinie 6 (Energieausweis)
– EN 15316-4-2
– JAZcalc
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Vergleich Messung - Berechnung
Übersicht Präsentationen
Quelle :Vergleich der wichtigsten Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Jahresarbeitszahl (JAZ)von Wärmepumpen; Stefan Hartmann, B.A.
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Vergleich Messung - Berechnung
� Vergleich der wichtigsten Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Jahresarbeitszahl (JAZ) von Wärmepumpen; Stefan Hartmann, B.A:
„Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Berechnung der
Jahresarbeitszahl nach JAZcalc die genauesten Werte im Vergleich
zum Feldtest liefert und sich bei der Berechnung nach der DIN
18599 die höchsten Abweichungen ergeben. Die VDI 4650 liefert
vor allem bei der Warmwasserbereitung deutlich zu hohe Werte
(+35 %). Dies wurde bereits beim Vergleich von unterschiedlichen
Vor- und Rücklauftemperaturen festgestellt. Mit dem Vergleich des
Feldtests konnte dies jetzt nochmals belegt werden.“
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Vergleich Messung - Berechnung
� Evaluierung von JAZcalc mit AIT-Feldversuchen
Zusammenstellung der Ergebnisse:
„Das Berechnungstool „JAZcalc“ liefert im Mittel durchaus gute Werte mit denen die Planung des benötigten Energiebedarfes erleichtert werden kann. Vor allem bei Systemen mit Warmwasserbereitung und Sole bzw. Wasser als Wärmequelle überzeugte das Tool im Vergleich durch geringe Abweichungen (6 % bzw. 8 %).“
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Sole/Wasser & Wasser/Wasser
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Anlage
JAZ
Monitoring JAZcalc Plandaten JAZcalc gem. Temp
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Viel Spass beim Rechnen!