2012/2013 erfolgte die Teilnahme am Forschungsprojekt WPSol des Institutes für Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW) der Universität Stuttgart.

Bei diesem Projekt ging es um die Leistungsprüfung und die ökologische Bewertung von kombinierten Solar-Wärmepumpen.

Das Projekt wurde von uns in Kooperation mit der Firma Prometall Fertigungstechnik GmbH und der ITW Stuttgart durchgeführt und lieferte von August 2012 bis Juli 2013 Leistungsdaten einer Feldtestanlage.

Vermessen wurde folgendes Objekt:

Art: Sanierung Zweifamilienhaus in Füssen
Baujahr: 1960 (Komplettsanierung 2011)
Wohnfläche: 280 qm für 6 Personen
Heizung: Radiatoren
System: noventec Komplettpaket “plus” (12kW Sole/Wasser Wärmepumpe) mit solarer Unterstützung, direkter Speicherbeladung oder Regeneration der geothermischen Energiequelle
Geothermie: Erdwärmekörbe

Projektinhalt:

  1. Die Vermessung einer kombinierten Solar-Wärmepumpenanlage in-situ, Bestimmung der Effizienz des Gesamtsystems, der Jahresarbeitszahl und des Primärenergiebedarfs unter realen Betriebsbedingungen
  2. Die Prüfung einer Wärmepumpe im Labor unter dynamischen Bedingungen nach dem von uns zu entwickelnden Verfahren
  3. Eine Prüfung des Speichers nach EN 12977-3 bzw. CEN/TS 12977-4
  4. Eine Funktionsüberprüfung des Reglers nach CEN/TS 12977-5
  5. Eine Simulation des Gesamtsystems in Anlehnung an CEN/TS 12977-2 und Erstellung eines Prüfberichts für die Gesamtanlage

Projektziel:

Um kombinierte Solarthermie – Wärmepumpenanlagen im Hinblick auf ihre Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit objektiv beurteilen zu können ist es notwendig, über entsprechende Prüf- und Bewertungsverfahren u.a. zur dynamischen Charakterisierung der thermischen Leistungsfähigkeit von Wärmepumpen zu verfügen. Letztere sind bisher aber ebenso wenig vorhanden wie standardisierte Planungs- und Simulationswerkzeuge für diese Anlagen.

Die Hauptziele des o. g.  Vorhabens sind daher die Entwicklung von Verfahren zur Leistungsprüfung kombinierter Solar-Wärmepumpenanlagen zur Trinkwassererwärmung und Raumheizung sowie die Entwicklung und Validierung eines Simulationsprogramms zur Auslegung solcher Anlagen. Für die Entwicklung des dynamischen Leistungsprüfverfahrens und entsprechender Rechenmodelle, ist geplant detaillierte Messungen an verschiedenen Wärmepumpen, auch unter dynamischen Betriebsbedingungen durchzuführen. Hierbei sollen Kennwerte ermittelt werden, die in Verbindung mit entsprechenden Rechenmodellen eine detaillierte Beschreibung ihres thermischen Verhaltens ermöglichen. Durch Validierung des Verfahrens sollen anschließend auf der Basis von in-situ  Messungen an mehreren Solar-Wärmepumpenanlagen unterschiedlichen Typs erfolgen. Für die Simulationen ist eine Erweiterung der Software T* Sol vorgesehen. Darüber hinaus ist auch die Entwicklung eines Verfahrens für eine ganzheitliche ökologische Bewertung der Anlagen (Ökobilanz) geplant.

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