Energieeffizienz der. Uwe Franzke, Andreas Hantsch, Ronny Mai. ILK Dresden. Berlin, 14./15. April Franzke

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1 Fachverband Gebäude-Klima e. V. Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden Uwe, Andreas Hantsch, Ronny Mai ILK Dresden Berlin, 14./15. April 2016 Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 1

2 Gliederung Einleitung Thermodynamik Berechnungsmodell Konzeption und Ergebnisse Zusammenfassung Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 2

3 Kompressionskältemaschine COP Temperatur C 45 K 35 K Temperaturdifferenz in K Standardauslegung: 6/12 C Aber: Wie wirken ik sich ihüberlagerungen von geänderten Wassertemperaturen aus? Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 3

4 EPBD Die vom Europäischen Rat herausgegebene Gebäuderichtlinie (EPBD) fordert eine gesteigerte Energieeffizienz von Gebäuden in Europa. Abgesehen von der Reduktion der benötigten Heizenergie, zielt diese Richtlinie auch auf Lüftung und Kühlung ab In der FprEN ( Kälteerzeugung ) ist eine Methode beschrieben, mit welcher energetische Jahressimulationen zur Berechnung der Energieeffizienz unter Verwendung von Einzelenergien (elektrische Energie für einen Kompressor, Heizenergie für Desorption, Hilfsenergie für Wärmeabfuhr und Sensoren&Aktoren, ) durchgeführt werden können Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 4

5 Zusammenhang der Normen FprEN Cooling General FprEN Cooling Generation FprEN Cooling Storage Methode A: messwertbasiert nach EN Kaltwasserspeicher Methode B: kennwertbasiert t PCM Speicher Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 5

6 Methode B 1. Thermodynamischer Kreisprozess 2. Luftgekühlter Kondensator 3. Wassergekühlter Kondensator mit 1. trockener, 2. feuchter, 3. hybrider Rückkühlung 4. Kompressor 5. Absorptionskreis 6. Direktverdampfer 7. Indirekter Verdampfer Quelle: FprEN :2016 Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 6

7 Grundgleichungen Kühlenergie (Nutzen) Wichtungsfaktoren (Default: 1) Elektroenergie für Kompressor Hilfsenergie Heizenergie für Desorber Teillastwert tabellierte bzw. berechnete Teillastfaktoren für: Kältemaschine Rückkühlung freie Kühlung Mehrerzeuger berechnete Hilfsenergien für: Ventilator Pumpe Sensoren & Rückkühler Kühlwasser Aktoren Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 7

8 Kühllastverlauf 0 Laufende Stunde des Jahres Kühllast in W K Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 8

9 Annahmen für EER 100 EER n trocken trocken feucht/hybrid feucht/hybrid 6 C 13 C 6 C 13 C Kolben Turbo Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 9

10 Teillastfaktoren Normali isierte Häu ufigkeit Te eillastfakto or Teillaststufe Häufigkeit 0 Kolben, Heißgas-Bypass Kolben, mehrstufig Turbo, Inverter Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 10

11 Jährliche Energieeffizienz 8 8 eeffizienz de er ugung liche Energi Kälteerze eeffizienz de er ugung liche Energi Kälteerze Jähr 1 Jähr 1 0 trocken hybrid feucht 0 trocken hybrid feucht Kolben, Heißgas-Bypass Kolben, mehrstufig Kolben, Heißgas-Bypass Kolben, mehrstufig Turbo, Inverter Turbo, Inverter 6/12 C ca. 18 % Verbesserung 13/18 C Turboverdichter Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 11

12 Beispielhaftes Strangschema Macht es energetisch Sinn? Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 12

13 VDI 4710 Potsdam ,5 Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 13

14 Energiebedarf unter Berücksichtigung der Entfeuchtung Temperatur C 6/12 13/18 Einsparung Jahresenergieeffizienz Elektrischer Energiebedarf kwh ca. 16 % Einsparpotenzial Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 14

15 Zusammenfassung Das neue europäische Berechnungsverfahren ermöglicht die stündliche Berechnung der Jahresenergieeffizienz der Kälteerzeugung Kühlung und Entfeuchtung sollten getrennt voneinander behandelt werden Kalt- und Kühlwassertemperaturen haben erheblichen Einfluss auf die energetische Effizienz Ganzjährige Erhöhung der Kaltwassertemperaturen und temporäre Entfeuchtung mit separater Kälte ermöglicht Energieeinsparung von ca. 16 % Energieeffizienz der Kälteerzeugung in Gebäuden, 15

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