G1005 d Ausgabe Juni Wärmeerzeugung mit gasbetriebenen Absorptionswärmepumpen - Berechnungsmodell

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1 G1005 d Ausgabe Jun 2015 Wärmeerzeugung m gasberebenen Absorponswärmepumpen - Berechnungsmodell

2 INHALSVERZEICHNIS 1 Gelungsberech Abgrenzung Verwese auf Normen Abwechungen Versändgung Begrffe und Defnonen Symbole und Enheen Indzes Wärmeerzeugermodell Allgemenes Engabedaen Inerpolaon der Prüfsandsdaen m Nennbereb Effekve Lesungszahl be Bn-Bedngungen Besmmung des ellasfakors Berechnung der Endenerge Berechnung der Hlfsenerge

3 Vorwor In der akuellen Enwcklung hn zur effzenen Nuzung von Ressourcen und Redukon des CO2 Aussosses kommen dverse alernave Wärmeerzeuger auf. Dazu zählen uner anderem gasbefeuere Absorpons-Wärmepumpen. Durch de Berückschgung n enschläggen Normen soll der Zugang zu deser echnologe erlecher werden. De vorlegende Empfehlung s en zusäzlches Wärmeerzeugerberechnungsmodell für gasberebene Wärmepumpen nach Norm SIA 384/3. Es lehn sch an besehende Modelle an und kann n das Bn- Berechnungsverfahren nach Norm SIA 384/3 engebunden werden. Das vorlegende Modell wurde von der Kommsson SIA 384 bezüglch Kompablä zur SIA 384/3 verfzer und blde de Grundlage für Berechnungsprogramme für gasberebene Wärmepumpen. 2

4 1 Gelungsberech 1.1 Abgrenzung Deses Informaonsbla den zur Berechnung des Endenergebedarfs von gasberebenen Absorpons Wärmepumpen m Snne enes Wärmeerzeugermodells der SIA-Norm 384/ De Verwendung des vorlegenden Modells s nur n Verbndung m der Bn-Mehode der Norm SIA 384/3 und nur nnerhalb des Gelungsberechs der SIA Norm 384/3 zulässg Das Modell s zulässg für Wärmeerzeuger de folgenden Anforderungen genügen: - gasbefeuere Absorpons-Wärmepumpen - maxmale Nennwärmebelasung von 70 kw - modulerend oder nch modulerend - ndreke Wärmeaufnahme über Wasser oder Sole - ndreke Wärmeabgabe an Wasser - Ensaz zur Warmwasser Erzeugung und/oder Raumhezung m Alernavbereb (kene glechzege Wärmeprodukon für verschedene Zwecke) 1.2 Verwese auf Normen In desem Informaonsbla wrd auf folgende Publkaonen verwesen: Publkaonen des SIA (normav) Norm SIA 384/3 Hezungsanlagen n Gebäuden - Energebedarf Europäsche Normen (normav) SN EN Gasbefeuere Sorpons-Geräe für Hezung und/oder Kühlung m ener Nennwärmebelasung nch über 70 kw 1.3 Abwechungen Abwechungen vom vorlegenden Informaonsbla snd zulässg wenn se durch heore oder Versuche ausrechend begründe werden oder wenn neue Enwcklungen und Erkennnsse des rechfergen. 3

5 2 Versändgung De verwendeen Begrffe Indzes und Symbole lehnen sch an de Nomenklaur der Norm SIA 384/3 an. 2.1 Begrffe und Defnonen GUE GUE (Gas Ulzaon Effcency) bezechne den Wrkungsgrad der Gasausnuzung der Absorpons-Wärmepumpe. Er s das Verhälns von abgegebener Nuzwärme zur aufgenommenen Brennsoffwärme. 2.2 Symbole und Enheen Symbol Begrff Enhe CP Wärmekapazässrom (Wärmekapazä x Massensrom) kw/k E Energe kwh P Lesung kw Wärme kwh Φ Wärmelesung kw β ellasfakor - ε Arbeszahl - θ emperaur C 2.3 Indzes Index AS B G GUE H N W ds el gen re sc su pl Begrff Verbundene Syseme Bn Gas Gas Ulzaon Effcency Hezung Nenn- nomnal- Warmwasser Verelung Elekrsch Erzeugung Index bezogen auf das Bn m Index Rücklauf uelle Vorlauf ellas 4

6 3 Wärmeerzeugermodell 3.1 Allgemenes Das Berechnungsmodell für Absorpons-Gaswärmepumpen baser auf der Berechnungsmehode A für Elekrowärmepumpen gemäss SIA 384/3. Dabe werden Prüfsandsdaen durch Inerpolaon auf de m Bn herrschenden Berebsbedngungen umgerechne. Be modulerenden Geräen wrd deser Nennwer m enem Korrekurfakor für den ellasbereb korrger. De erforderlchen Geräedaen können aus Daenbläern des Hersellers dem Zerfzerungsverzechns und anderen Publkaonen des SVGW sowe aus Prüfzerfkaen nach enschläggen Normen (sehe SN EN 12309) ennommen werden. 3.2 Engabedaen Für de Anwendung deses Rechenmodells snd folgende Geräedaen erforderlch: - Nennwärmelesung (Wärmelesung be Volllas) und zugehörger GUE be mndesens 6 verschedenen Berebsbedngungen de sch n der jewelgen uellenemperaur sc und Senkenemperaur su unerscheden. Der GUE muss sch auf den Brennwer (Bruohezwer) bezehen. De Messungen sollen sofern möglch nach SN EN durchgeführ worden sen. - Elekrsche Geräelesung (elekrsche Hlfsenerge Versorgung) be Nennbereb. 3.3 Inerpolaon der Prüfsandsdaen m Nennbereb M folgenden Polynomen werden der GUE de Bn-Bedngungen nerpoler: GUE N und de Wärmelesung N be Nennbereb auf g g g g g g 2 2 GUE N 0 1 sc 2 su 3 sc 4 sc su 5 su q q q q q q 2 2 N 0 1 sc 2 su 3 sc 4 sc su 5 su Inerpolerer GUE der Wärmepumpe be Bn-Bedngungen und Nennlas GUE N N Nennwärmelesung der Wärmepumpe be Bn-Bedngungen n kw sc su skalere uellenemperaur skalere Senkenemperaur g Koeffzenen für GUE Inerpolaon aus Prüfsandsdaen ermel q Koeffzenen für Wärmelesung Inerpolaon aus Prüfsandsdaen ermel De Koeffzenen g und q werden nach der Mehode der klensen Fehlerquadrae besmm. De zugrunde legenden Geräedaen müssen sch auf den Vollas- (Nenn-) Bereb bezehen. 5

7 Für handlchere Zahlenwere für de Koeffzenen wrd m skaleren emperauren gearbee: sc 273C sc su 273C su 1 1 sc uellenemperaur des Bns (Verdampfer Enr Sole-/Wasserseg) n C su Senkenemperaur des Bns (Verflüssger Ausr Hezkresseg) n C Wrd de Senkenemperaur (Vorlaufemperaur) we z.b. m Hezbereb durch Ieraon besmm (sehe SIA 384/3) s de Berückschgung des ellasberebs gemäss Abschn 3.4 nach der Ieraon vorzunehmen. In guer Näherung kann de Vorlaufemperaur folgendermassen besmm werden: su re * N CP * H re Rücklaufemperaur vom Hezkres n C * N Nennwärmelesung der Wärmepumpe be Bn-Bedngungen und vorausschlcher Vorlaufemperaur n kw Vorausschlcher Wärmepumpen ellasfakor * H CP Wärmekapazässrom des Hezsysems n kw/k 3.4 Effekve Lesungszahl be Bn-Bedngungen Der effekve GUE be Bn-Bedngungen uner Berückschgung des ellasberebs wrd we folg berechne: GUE GUE N f f 1 f (1 ) pl GUE Effekver GUE uner Berückschgung des ellasberebs GUE be Nennlas GUE N f Korrekurfakor für den ellasbereb der Wärmepumpe f pl Fakor für den Abfall der Lesungszahl be ellas ellasfakor der Wärmepumpe Be nch modulerenden Wärmepumpen gl f 1. Als Sandardwer kann f angenommen werden. pl 6

8 3.5 Besmmung des ellasfakors De Wärmepumpen ellasfakor wrd für de Hezwärme- und Warmwasserprodukon und für de Versorgung verbundener Syseme enzeln berechne. H B H W AS H ellasfakor für de Hezwärmeerzeugung H B W AS Laufze der Wärmepumpe für de Hezwärmeerzeugung n h Bn-Dauer n h Laufze der Wärmepumpe für de Warmwasserprodukon n h Laufze der Wärmepumpe für de Versorgung verbundener Syseme n h H H gen N H gen Wärmeprodukon der Wärmepumpe für de Hezung ensprch H ds n kwh Nennwärmelesung der Wärmepumpe m Hezbereb be Bn-Bedngungen n kw N W W gen N W gen Wärmeprodukon der Wärmepumpe für de Warmwassererwärmung ensprch W ds n kwh N Nennwärmelesung der Wärmepumpe be der Warmwasserprodukon n kw AS AS gen N AS gen Wärmeprodukon der Wärmepumpe für de Versorgung verbundener Syseme ensprch AS ds n kwh N Nennwärmelesung der Wärmepumpe be der Versorgung verbundener Syseme n kw 7

9 3.5.1 Wenn 0 : 1 H gen Wenn 0 : H gen W W B W AS W ellasfakor be der Warmwasserprodukon Wenn 0 oder 0 : 1 H gen Wenn 0 H gen W gen oder 0 : W gen AS AS AS AS ellasfakor be der Versorgung verbundener Syseme B 8

10 3.6 Berechnung der Endenerge Der Endenerge- (Gas)- Bedarf der Wärmepumpe für en Bn berechne sch aus: E G H gen GUE H W gen GUE W AS gen GUE AS E G H gen W gen AS gen Endenerge- (Gas-) Bedarf der Wärmepumpe m Bn n kwh Wärmeprodukon der Wärmepumpe für de Hezung n kwh Wärmeprodukon der Wärmepumpe für de Warmwassererwärmung n kwh Wärmeprodukon der Wärmepumpe für de Versorgung verbundener Syseme n kwh GUE H GUE der Wärmepumpe be der Hezwärmeerzeugung uner Berückschgung des ellasberebs GUE W GUE der Wärmepumpe be der Warmwasserprodukon uner Berückschgung des ellasberebs GUE AS GUE der Wärmepumpe be der Versorgung verbundener Syseme uner Berückschgung des ellasberebs 3.7 Berechnung der Hlfsenerge Der Hlfsenergebedarf (elekrsche Energe) der Wärmepumpe für en Bn berechne sch aus: H W AS E el Pel N H W AS E el H W AS Von der Wärmepumpe bezogene elekrsche Energe n kwh Laufze der Wärmepumpe für de Hezwärmeerzeugung n h Laufze der Wärmepumpe für de Warmwasserprodukon n h Laufze der Wärmepumpe für de Versorgung verbundener Syseme n h H Wärmepumpen ellasfakor für de Hezwärmeerzeugung W Wärmepumpen ellasfakor be der Warmwasserprodukon AS Wärmepumpen ellasfakor be der Versorgung verbundener Syseme P el N Elekrsche Nennlesung der Wärmepumpe be Bereb gemäss Hersellerangabe n kw 9