Wärmepumpen Testzentrum Mick Eschmann michael.eschmann@ntb.ch www.wpz.ch +41 81 755 34 02 Prüfverfahren bei Brauchwarmwasser WP Neues Prüfverfahren von Luft/Wasser Wärmepumpen Interpretation der Energieetikette 11.11.2014 FWS Fachtagung
Wer sind wir Prüfung von verschiedenen Wärmepumpentypen LW, SW, WW und Brauchwarmwasser WP (WEW) Jährlich werden etwa 50 bis 70 Wärmepumpen geprüft Das WPZ baut zurzeit neue Prüfstände (ab Ende 2015) Luft/Wasser bis ca. 80 kw Sole/Wasser bis ca. 170 kw Schallleistungs und Schalldruckpegelmessungen nach EN Standards Reflexionsarmer Schallraum 2
Prüfverfahren Brauchwarmwasser WP 3
Messung von Brauchwarmwasser WP Die Messungen werden nach der EN 16147 durchgeführt Die gesamte Prüfprozedur dauert ca. 5 8 Tage, um die Effizienz der Brauchwarmwasser Wärmepumpe zu ermitteln Verschiedene Messperioden: A) Aufheizperiode B) Ermittlung des Bereitschaftsverlustes (mind. 48h) C) COP Messung (definierte Tagesentnahmen) (Entnahmetypen: z.b. Handwaschen, Baden, Geschirrspülen, usw.) D) Bestimmung der Warmwassertemperatur und menge 4
Messung von Brauchwarmwasser WP Prüfprozedur nach EN 16147 40 C A B C (min. 24h) D 5
Messung von Brauchwarmwasser WP Prüfprozedur nach ErP (Energieetikette) 40 C 7h A B C (24h) D 6
Messung von Brauchwarmwasser WP Am WPZ werden die Brauchwarmwasser Wärmepumpen mehrheitlich bei +7, +15 C oder +20 C gemessen +15 C (CH) oder +20 C (ErP) (+7 C für Frankreich) +7 C +20 C 7
Messung von Brauchwarmwasser WP 1.6 1.4 rel. COP [ ] 1.2 1.0 0.8 0.6 rel. COP (1) rel. COP (2) rel. COP (3) rel. COP (4) rel. COP (5) rel. COP (6) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 T_Quelle [ C] 8
Messung von Brauchwarmwasser WP rel. COP [ ] 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 Pro 1 C tiefere Quellentemperatur sinkt die Effizienz um ca. 2% Speichervolumen zw. 250 und 300 Liter rel. COP (1) rel. COP (2) rel. COP (3) rel. COP (4) rel. COP (5) rel. COP (6) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 T_Quelle [ C] 9
Messung von Brauchwarmwasser WP Verschiedene Zapfprofile (Definition CH für GS) Zapfprofil S M L XL XXL Entnahmemenge Speichervolumen COP für Gütesiegel 2.1 kwh 5.8 kwh 11.7 kwh 19.1 kwh 24.5 kwh <150 Liter 150 249 Liter 250 400 Liter >400 Liter 2.60 2.60 2.60 2.60 10
Neues Prüfverfahren Luft/Wasser WP 11
Verfahren basierend auf EN 14825 Die EN 14825 ist eine Norm für die Berechnung einer saisonalen Arbeitszahl (3 unterschiedliche Klimazonen Kälter, Mittel und Wärmer) Berücksichtigung einer Heizkurve (für Hersteller wählbar) Das Heizsystem kann als Monovalent (Wärmepumpe) oder Bivalent (zus. elektrisch) betrachtet werden. Bivalenzpunkt frei wählbar (zw. 10 C und +2 C) Berücksichtigung der Leistungsregelung und des Taktverhaltens Berücksichtigung von Standby Verlusten Prüfpunkte weichen von der EN 14511 ab Die EN 14825 basiert auf EN 14511 12
Berechnung SCOP 13
Berechnung SCOP 400 Temperaturstufe (BIN) 350 300 250 200 150 100 50 0 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Stunden [h] Aussentemperatur [ C] 14
Berechnung SCOP 400 Temperaturstufe (BIN) 350 300 250 200 150 100 50 0 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Stunden [h] Aussentemperatur [ C] 15
Berechnung SCOP P desingh : Volllast im Heizbetrieb T designh : Bezugsauslegungstemperatur Heizen TOL: Grenzwert der Betriebstemperatur T bivalent : Bivalenztemperatur SCOP: Gesamtarbeitszahl SCOPon: saisonale Arbeitszahl im Aktivmodus SCOPnet: saisonale Arbeitszahl im Aktivmodus ohne elektrische Zusatzheizung 16
Berechnung SCOP I II III IV Leistung der Wärmepumpe Heizkurve elektrische Zusatzheizung Ein /Aus Zyklus 17
Interpretation Energieetikette 18
Energieetikette BWW Es gibt 2 unterschiedliche Effizienzklassen für die Brauchwarmwasser Wärmepumpe: COP (Zapfprofile) Wärmeverlust (mit der aktuellen EnV Messung zu vergleichen, mit anderer Bewertung) Die Messungen finden bei A7 oder A20 (und nicht bei A15) statt. Die Energieklasse für die Effizienz (COP) bezieht sich auf den kompletten Wirkungsgrad des Geräts (Stromproduktion wird mit einem Wirkungsgrad von 40% angenommen; EU Mix). 19
Energieetikette BWW Energieetikette COP [Wirkungsgrad (COP)] S M L XL XXL A+++ (ab 2017) 90% (2.25) 163% (4.08) 188% (4.70) 200% (5.00) 213% (5.33) A++ (ab 2017) 72% (1.80) 130% (3.25) 150% (3.75) 160% (4.00) 170% (4.25) A+ (ab 2017) 55% (1.38) 100% (2.50) 115% (2.88) 123% (3.08) 131% (3.28) A 38% (0.95) 65% (1.63) 75% (1.88) 80% (2.00) 85% (2.13) B 35% (0.88) 39% (0.98) 50% (1.25) 55% (1.38) 60% (1.50) 20
100% 90% 80% 70% 100.0% 93.3% Brauchwarmwasser Wärmepumpe 96.2% 92.3% 88.5% 80.8% 73.3% 73.3% A15 / W10 55 A7 / W10 55 Stand: 11.11.2014 Summenhäufigkeit 60% 50% 40% 66.7% 53.3% 57.7% 30% 33.3% 20% 26.9% 10% 0% 1.80 bis 1.99 2.00 bis 2.19 2.20 bis 2.39 2.40 bis 2.59 2.60 bis 2.79 COP nach EN 16147 2.80 bis 2.99 6.7% 3.00 bis 3.19 7.7% 0.0% 3.20 bis 3.39 3.8% 0.0% 3.40 bis 3.59
Energieetikette Heizungs WP Bei den Wärmepumpen wird unterschieden, ob es sich um eine Niedrig oder Hochtemperatur Anlage handelt. minimaler SCOP [ ] 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 low high G F E D C B A A+ A++ A+++ Energieklasse 22
Energieetikette Heizungs WP Bei den Wärmepumpen wird unterschieden, ob es sich um eine Niedrig oder Hochtemperatur Anlage handelt. Minimal SCOP (35 C) η (35 C) SCOP (55 C) η (55 C) A+++ 4.38 175% 3.75 150% A++ 3.75 150% 3.13 125% A+ 3.08 123% 2.45 98% A 2.88 115% 2.25 90% B 2.68 107% 2.05 82% C 2.50 100% 1.88 75% D 1.55 62% 0.93 37% E 1.48 59% 0.85 34% F 1.38 55% 0.75 30% G <1.38 <55% <0.75 <30% 23
Berechnung SCOP (1) Qpunkt COP A 10/W35 14.2 2.4 A 7/W34 13.8 2.5 A2/W30 9.5 3.8 A7/W27 11.8 5.6 A12/W24 13.8 6.9 Ohne T bivalent TOL [ C] 10 T bivalent [ C] 10 Heizleistung [kw] 16 14 12 10 8 6 4 Messung bei "niedriger Temperatur" P designh [kw] 14.2 SCOP 3.71 (A+) SCOPon 4.03 SCOPnet 4.03 required heating capacity 2 heating capacity measurement 0 15 10 5 0 5 10 15 Aussentemperatur [ C] 24
Berechnung SCOP (2) Qpunkt COP A 10/W55 12.3 2.0 A 7/W52 10.5 2.1 A2/W42 8.0 2.7 A7/W36 5.0 3.6 14 12 10 Messung bei «hoher Temperatur» A12/W30 3.7 4.1 Ohne T bivalent TOL [ C] 10 T bivalent [ C] 10 P designh [kw] 12.3 SCOP 2.47 (A+) SCOPon 2.79 SCOPnet 2.80 Heizleistung [kw] 8 6 4 2 required heating capacity heating capacity measurement 0 15 10 5 0 5 10 15 Aussentemperatur [ C] 25
Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Wärmepumpen Testzentrum WPZ und Akustik Mick Eschmann E Mail: michael.eschmann@ntb.ch Tel: +41(0)81 755 33 50 www.wpz.ch 26