Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Zielsetzung des Vorhabens HP\u00b2 war die Entwicklung eines neuen K\u00e4ltekreises mit nat\u00fcrlichem K\u00e4ltemittel und einem drehzahlgeregelten Verdichter f\u00fcr ein modulares W\u00e4rmepumpensystem, das neben einem Sole-Luftbrunnen als W\u00e4rmequelle auch eine Solarthermieanlage effizienzsteigernd integriert. Die Solarthermieanlage soll sowohl direkt den W\u00e4rmespeicher beladen als auch die Quellw\u00e4rme in den Solekreis der W\u00e4rmepumpe einspeisen \u2013 so soll der erzielbare Energieertrag der Solarthermie maximiert und die Effizienz der W\u00e4rmepumpe durch Temperaturerh\u00f6hung im Solekreislauf gesteigert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden<\/p>\n
a) Auslegung und Zusammenstellung der einzelnen Komponenten des K\u00e4ltekreises
\nb) Aufbau und Inbetriebnahme eines Prototypen des neuen K\u00e4ltekreises durch Orange Energy.
\nc) Konzeption und Entwicklung eines neuen Regelalgorithmus zur optimierten Solarw\u00e4rmenutzung und Integration in eine neue Anlagenregelung (EB4000)
\nd) Experimenteller Aufbau des neuen W\u00e4rmepumpensystems inklusive Quellw\u00e4rmesystem bestehend aus Sole-Luftbrunnen Supra-2 und emulierter Solarthermieanlage (Elektro-Durchlauferhitzer mit Regelung) im Labor von Orange Energy.
\ne) Inbetriebnahme des Systems und Parametrierung der Regelung.
\nf) Messung und Optimierung des Gesamtsystems in relevanten Betriebspunkten.
\ng) Simulationsstudie durch ISFH zur Bewertung des Einsatzes des HP\u00b2-System im Einfamilienwohnhaus im Vergleich zu drei weiteren Vergleichssystemen.
\nh) Techno\u00f6kologische Bewertung des HP\u00b2-Systems durch Fa. Akotec.
\ni) Entwicklung eines Kriterienkatalogs f\u00fcr Objekte zur Demonstration des HP\u00b2-Systems in der praktischen Anwendung.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das Vorhaben wurde erfolgreich abgeschlossen und zur Marktreife entwickelt. Die neuentwickelte Regelung erm\u00f6glicht die volatile Einspeisung von Solarw\u00e4rme in den Quellenkreis.
\nDie Integration von Solarw\u00e4rme steigert die Effizienz auf zwei Wegen. Erstens durch den Ersatz des W\u00e4rmepumpenbetriebs bei direkter Beladung und zweitens durch die Erh\u00f6hung der Quelltemperatur bei niedrigen Au\u00dfentemperaturen.
\nDas neu entwickelte System HP\u00b2 konnte im Vergleich zu drei anderen W\u00e4rmepumpensystemen in der Simulationsstudie die h\u00f6chste Systemjahresarbeitszahl erreichen (27 \u2013 35% besser).
\nIm Einfamilienhaus ist das HP\u00b2-System trotz h\u00f6herer Effizienz aufgrund der h\u00f6heren Komplexit\u00e4t nur bedingt wirtschaftlich. Die Simulationsergebnisse zeigen hohe Effizienz bei der Trinkwassererw\u00e4rmung und in den \u00dcbergangszeiten.
\nIm Verlauf des Projektes verschob sich der Fokus f\u00fcr die Demonstration aus den vorgehend genannten Gr\u00fcnden auf gr\u00f6\u00dfere Objekte mit h\u00f6herem Energiebedarf.
\nIn diesen Anwendungen besteht das Potential, das Verh\u00e4ltnis von W\u00e4rmepumpenleistung zu Kollektorfl\u00e4che anzupassen, um Energieeinsparung und Wirtschaftlichkeit zu steigern.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Informationen zum HP\u00b2-System wurden seitens Fa. Orange Energy und Fa. Akotec in die Kundenkommunikation aufgenommen.
\nDie Projektpartner bereiten unter F\u00fchrung des ISFH die Ver\u00f6ffentlichung der Ergebnisse der Simulationsstudien f\u00fcr die wissenschaftliche Fach\u00f6ffentlichkeit vor.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das System ist energetisch sinnvoll und erreicht eine sehr hohe Energieeinsparung.
\nMit Blick auf die Ergebnisse der Simulationsstudie und der Wirtschaftlichkeitsberechnung sind f\u00fcr die Anwendung im Einfamilienhaus Hemmnisse aufgrund der h\u00f6heren Investitionskosten zu erwarten. Das HP\u00b2-System kann sein
\nh\u00f6heres Potential erst im Bereich von Mehrfamilienh\u00e4usern mit h\u00f6herem Bedarf an Trinkwasser sowie energieintensiven Gewerbeobjekten voll entfalten.
\nDie Projektbeteiligten planen deshalb in einer zweiten Phase des Forschungsprojektes den Einbau eines HP\u00b2-System in einem Mehrfamilienhaus unter Auswertung der tats\u00e4chlichen Verbrauchs- und Leistungsdaten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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