JAZcalc So berechnen Sie die Effizienz der Wärmepumpenanlage

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1 JAZcalc So berechnen Sie die Effizienz der Wärmepumpenanlage DI Roland Kapferer Amt der Tiroler Landesregierung Abteilung Wohnbauförderung 1 Inhalt Einführung JAZcalc Beispiel Musterhaus mit Sole / Wasser WP Vergleich Messung - Berechnung 2

2 Einführung JAZcalc 3 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 4

3 Einführung JAZcalc Entwicklungsgeschichte basiert auf dem Rechentool WPesti des Kantons Zürich erstellt unter Beteiligung der Fördergemeinschaft Wärmepumpen 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 Einführung JAZcalc Energieeffizienz aus 1 kwh elektrischer Energie entstehen mind. 4 kwh Heizwärme 6

4 Einführung JAZcalc Leistungszahl der Wärmepumpe (Coefficient of Performance - COP) momentanes Verhältnis von abgegebener Wärmeleistung zu aufgenommener Antriebsleistung der Wärmepumpe (gemessen nach EN 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) 7 MODUL 3 Haustechnik: Wärmepumpe (Kapferer) 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) 8

5 Monitoringergebnisse Quelle: Monitoring - Wärmepumpen im Gebäudebestand Christel Russ Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE 3. Internationales Anwenderforum Staffelstein, März Monitoringergebnisse Quelle: Messung von Wärmepumpen in neu errichteten Wohngebäuden Land Vorarlberg Endbericht Oktober 2009 F.d.I.v.: DI Christian Vögel, Amt der Vorarlberger Landesregierung 10

6 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% 11 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 12

7 Einführung JAZcalc Wie erzielt man hohe Jahresarbeitszahlen? Niedrige Speicher- und Verteilverluste Ein Liter Pufferspeicher mit 12 cm Dämmung rd kwh Speicherverlust! Effizientes Wärmepumpenaggregat DACH bzw. EHPA Gütesiegel Bedachter Einsatz von Pufferspeicher Hydraulische Einbindung, Regelung und Fühlerpositionierung entscheidend!!! 13 Einführung JAZcalc Mit JAZcalc können die folgenden Wärmepumpensystem berechnet werden: Luft-Wasser-Wärmepumpen Abluft-Wasser-Wärmepumpen Erdwärmesonden-Wärmepumpen Grundwasser-Wärmepumpen Erdkollektor-Wärmepumpen 14

8 Einführung JAZcalc Mit JAZcalc können die folgenden Betriebsweisenberechnet werden: Monovalent Bivalent parallel 15 Einführung JAZcalc Beispiel Musterhaus: Standort Innsbruck BGF 191m² NGF 150 m² HWB 28 kwh/m²a Verteilsystem Fußbodenheizung Sole / Wasser WP mit Tiefensonde 16

9 Ausdruck JAZcalc 17 Ausdruck JAZcalc 18

10 Ausdruck JAZcalc Einbau eines Puffers mit Liter; t=5k 19 Integration Warmwasserbereitung Verhältnis Warmwasser zu Heizenergie 20

11 Vergleich Messung - Berechnung Mehrere Verfahren zur Berechnung der JAZ VDI 4650 OIB Richtlinie 6 (Energieausweis) EN JAZcalc 21 Vergleich Messung - Berechnung Quelle :Vergleich der wichtigsten Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Jahresarbeitszahl (JAZ) von Wärmepumpen; Stefan Hartmann, B.A. 22

12 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 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. 23 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 %). Monitoring Sole/Wasser JAZcalc & Wasser/Wasser Plandaten JAZcalc gem. Temp JAZ Anlage 24

13 Viel Spass beim Rechnen! 25

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