Energieeffizienz von Wärmepumpen im realen Betrieb in Alt- und Neubau

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1 Energieeffizienz von Wärmepumpen im realen Betrieb in Alt- und Neubau Marek Miara Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Wärmepumpen und Heizungsoptimierung , Göttingen

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3

4 Effizienzkennzahlen COP η, (eta) JAZ SCOP JAZ EER SPF SEER SPF APF HSPF CSPF

5 Effizienz-Kennzahlen

6 Effizienz der Wärmepumpe Haupteinfluss Temperaturhub 4,4 Fußbodenheizung Radiatoren 2.8

7 Neugebaute Häuser und Bestandsgebäude Meistens Einfamilienhäuser Beheizte Wohnfläche: m²

8 Sole/Wasser- und Luft/Wasser - Wärmepumpen Alle Anlagen für Heizung und WW-Bereitung 12 Wärmepumpenhersteller Thermische Leistung von 6 kw bis ca. 25 kw

9 Übersicht der Wärmepumpen-Monitoringprojekte

10 Übersicht der Wärmepumpen-Monitoringprojekte neues Projekt

11

12 Wärmequellen WP im Gebäudebestand Neubau (WP Effizienz) Neubau (WP Monitor)

13 Systemgrenze für die Berechnung der Arbeitszahlen

14 Systemgrenze für die Berechnung der Arbeitszahlen Arbeitszahl =

15 Arbeitszahlen Überblick WP im Gebäudebestand Neubau (WP Effizienz) Neubau (WP Monitor) Luft/Wasser-Wärmepumpenanlagen Sole/Wasser-Wärmepumpenanlagen neue Anlagen

16 Arbeitszahlen Überblick, Bandbreiten WP im Gebäudebestand Neubau (WP Effizienz) Neubau (WP Monitor) Luft/Wasser-Wärmepumpenanlagen Sole/Wasser-Wärmepumpenanlagen

17 Fazit 1 n Die große Bandbreite an Arbeitszahlen ähnlicher Wärmepumpenanlagen zeigt den Einfluss der Installation und des Betriebs

18 Jahresarbeitszahlen Sole/Wasser Wärmepumpen Projekt WP Monitor, Juli 2012 Juni 2013

19 Jahresarbeitszahlen Luft/Wasser Wärmepumpen Projekt WP Monitor, April 12 März 13 COP Werte EN14511 A2/W35 Mittlere gewichtete Vorlauf- Temperaturen (Heiz und WW) Arbeitszahlen 3,10 44 C 4,00 41 C 3,70 38 C 3,70 38 C 4,20 35 C 4,18 34 C 3,40 37 C

20 Anlagenkonfiguration ein Beispiel für gute Ergebnisse Speicher (Heizung) Wärmequelle: Erdwärmesonden 3,7 C Wärmepumpe COP: B0/W B0/W % 36 C 11% 55 C Speicher (WW) SPF (JAZ) =

21 Anlagenkonfiguration ein Beispiel für schlechte Ergebnisse Wärmequelle: Erdwärmesonden 2,8 C Wärmepumpe COP: B0/W B0/W % 35 C 51% 49 C Kombispeicher (Heizung und WW) SPF (JAZ) =

22 CO2-Äq-Emissionseinsparung der Elektrowärmepumpe gegenüber Gas-Kessel, Wärmequelle Luft Bandbreite Luft/Wasser-Wärmepumpen WP im Bestand (2,6) WP Effizienz (2,9) WP Monitor (3,1)

23 CO2-Äq-Emissionseinsparung der Elektrowärmepumpe gegenüber Gas-Kessel 17% 10% 31%

24 Fazit 2 n Wärmepumpen erreichen überwiegend Effizienzen, die ihnen ökologische Vorteile gegenüber fossil betriebenen Heizsystemen verschaffen n Um ökologische Vorteile zu vergrößern ist eine Effizienzsteigerung im unteren Arbeitszahlbereich besonders wirkungsvoll

25 Stromverbrauch der einzelnen Komponenten (Luft WP)

26 Stromverbrauch der einzelnen Komponenten (Erdreich WP)

27 Vergleich der Kennzahlen COP i COP QS n Analyse der Bedingungen aus EN n Definition von Quasi-Stationären Zuständen n Auswertung und Gruppierung der Quasi-Stationären Zustände n Interpolation der COP Werte n Vergleich von COP und COP QS

28 Temperatur der Wärmesenke [ C] Temperatur der Wärmequelle (Luft) [ C] Zeit des WP- Betriebs im QS- Zustand (Minuten)

29 Temperatur der Wärmesenke [ C] Temperatur der Wärmequelle (Luft) [ C] COP QS Werte

30 Beispielhafte Luft/Wasser-Wärmepumpe

31 Sole/Wasser-Wärmepumpen -0,6 %

32 Fazit 3 n Die auf dem Teststand ermittelten Effizienzwerte der Wärmepumpen (COP-Werte) wurden auch unter realen Bedingungen bestätigt

33 Zusammenfassung n Wärmepumpen erreichen überwiegend Effizienzen, die ihnen Vorteile gegenüber fossil betriebenen Heizsystemen verschaffen n Die große Bandbreite an Arbeitszahlen ähnlicher Wärmepumpenanlagen zeigt den Einfluss bei Installation und Betrieb n Die beste Effizienz erreichten einfache und robuste Anlagen, mit sorgfältiger Planung und Installation sowie gut abgestimmten Komponenten n Die theoretische Effizienzwerte der Wärmepumpen (COP-Werte) wurden auch unter realen Bedingungen bestätigt

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36 Vielen Dank Kontakt:

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