Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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The focus of the activities in 2003 was to encounter pilot plants for the field measurements and the definition of the measurement concept and the devices for the testing of the compact units. The IfE (FHBB) will carry out field measurements of the LWZ 303 SOL by the manufacturer STIEBEL ELTRON. The measurement concept has been worked out and the measurement devices procurement is in progress. The installation and implementation of the measurements will take place at the beginning of next year.At the HLKS (HTA Lucerne), which will develop a test procedure as basis for the calculation method, first test rig measurements of the Vitotres 343 by the manufacturer Viessmann have been carried out. A pilot plant for the field measurement of this system could not been found so far.The calculation method, - entitled FHBB-method -, which was developed in the SFOE-project "calculation method and seasonal performance factor of residential heat pumps for combined space heating and domestic hot water production", was modified to meet the requirements set by the European standardisation in CEN. It is the basis for the extension to compact units in this project. The FHBB-method forms the major part of the final draft for the heat pump calculation in the framework of the draft standard prEN14335. This final draft of the heat pump part of prEN14355, which has basically been written by Switzerland, was presented and accepted in the plenary meeting of the respective CEN working group CEN/TC 228/WG 4 end of october. It will be sent out for public enquiry soon.The focus for the further work in the next year is the installation and carrying out of measurements in an appropriate pilot plant and the validation and extension of the calculation method. The HLKS test centre of HTA Lucerne provides the new testing method to be verified on the new test rig for compact units at HTA Lucerne.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Fachhochschule beider Basel
HTA Hochschule Technik + Architektur Luzern
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Afjei,Thomas
Keller,Patrick
Wemhöner,Carsten
Dott,Ralf
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Zur Beheizung moderner Niedrigenergiegebäude nach dem MINERGIE® oder MINERGIE-P® Standard mit einem wesentlich reduzierten Heizwärmebedarf sind in den vergangenen Jahren Wärmepumpenkompaktgeräte entwickelt worden, die neben der Heizung auch die Funktionen Warmwasserbereitung und Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung in einem Gerät vereinigen. Um eine Aussage über die Gesamteffizienz machen zu können, muss der Jahresnutzungsgrad nach einem standardisierten Verfahren berechnet werden. Diese Grösse bildet die Grundlage für den Gebäude-Energieausweis, der im Rahmen der EU-Gebäudeenergierichtlinie (EPBD) in den Ländern der EU eingeführt wird.
In dem vom Bundesamt für Energie (BFE) in Auftrag gegebenen Projekt wurde von der HTA Luzern ein Testprozedere ausgearbeitet, mit dem die zur Berechnung des Jahresnutzungsgrades notwendigen Leistungsdaten von Wärmepumpenkompaktgeräten auf dem Prüfstand ermittelt werden. Das Testprozedere stützt sich auf europäische Normen und Prüfverfahren des Passivhausinstituts und des Deutschen Instituts für Bautechnik DIBt. Vom Institut Energie am Bau der Fachhochschule Nordwestschweiz (bis 31.12.2005: FHBB, Institut für Energie) wurde ein auf der Temperaturklassenmethode („bin method“) basierendes Rechenverfahren zur Berechnung des Jahresnutzungsgrads für kombinierte Wärmepumpensysteme zur Raumheizung und Wassererwärmung entwickelt. Im Rahmen der CEN Normung zur EPBD wurde das Verfahren in den europäischer Normentwurf prEN 15316-4.2 integriert, der in Kürze in die Schlussabstimmung geht. In diesem Projekt wurde eine Erweiterung des Verfahrens auf Kompaktgeräte vorgenommen.
Für Aussagen zum Betriebsverhalten der Heizgeräte im Feldeinsatz und zur Validierung des Verfahrens wurden zwei Pilotanlagen detailliert gemessen. Ein nach MINERGIE® zertifiziertes Objekt in Gelterkinden (BL) ist mit einem Wärmepumpenkompaktgerät ausgerüstet, das an den Energiebedarf von MINERGIE®–Häusern angepasst ist und eine hydraulische Heizverteilung erlaubt.
Das andere nach Minergie-P® zertifizierte Objekt in Zeiningen (AG) ist mit einem Wärmepumpenkompaktgerät ausgestattet, das für MINERGIE-P®- bzw. Passivhäuser mit Luftheizung konzipiert ist. In der Pilotanlage wurde es als Prototyp-Anwendung auf eine hydraulischen Wärmeverteilung modifiziert, die gekoppelt mit einer Bauteilaktivierung arbeitet.
Die Feldmessungen in Gelterkinden zeigten, dass im Winter 78% des elektrischen Energieverbrauchs für die Wärmepumpe, 5% für die elektrische Zusatzheizung (für Heizung bis
-5°C und WW-Betrieb) und 17% für Hilfsaggregate aufgewendet werden müssen. Die Wärmepumpe erreichte eine Jahresarbeitszahl von 3.8, der bedarfsseitige Systemnutzungsgrad variierte zwischen 2.4 (Sommer) und 3.1 (Winter) bei einer Messunsicherheit von 4 - 7%.
Das Rechenverfahren stimmt mit einer Unsicherheit von plusminus 6% mit den Messungen überein und liegt damit im Bereich der Messgenauigkeit der Eingangsdaten einerseits, insbesondere des Wärmepumpenkennfeldes, und der Feldmessungen andererseits.
Die Feldmessungen in Zeiningen ergaben, dass im Winter 36% des elektrischen Energieverbrauchs von der Wärmepumpe, 47% von der elektrischen Zusatzheizung und 17% von den Hilfsaggregaten verursacht werden. Die Wärmepumpe erreichte eine Jahresarbeitszahl von 2.8, der bedarfsseitige Systemnutzungsgrad erreichte wegen des hohen Elektroanteils nur 1.8. Grund war die im Vergleich zur Norm-Heizlast (2.5 kW) geringe Wärmepumpennennleistung von 1.5 kW.
Das Projekt war ein nationaler Beitrag der Schweiz zum Annex 28 im Wärmepumpenprogramm (HPP) der Internationalen Energieagentur IEA. Am Annex 28 nahmen acht weitere Länder teil: AT, CA, DE, FR, JP, NO, US, SE.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Wemhöner,Carsten
Wemhöner,Carsten
Dott,Ralf
Dott,Ralf
Dott,Ralf
Afjei,Th.
Afjei,Th.
Afjei,Th.
Huber,Heinrich
Helfenfinger,Dominique
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Schlussbericht
(Englisch)
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For the heating of low energy houses (MINERGIE® or MINERGIE-P® ) heat pump compact units have been developed, which combine the functions space heating, domestic hot water and ventilation. The seasonal performance factor (SPF) need to be calculated by a standardised method.
A test procedure has been elaborated at the University of Applied Sciences Luzern to deliver the required component characteristic for the calculation of the SPF by test rig measurements. The test procedure is based on European standards and test methods of the German Passive House Institute and the German Institute of Building Technologies DIBt. The Institute of Energy in Building of the University of Applied Sciences Northwestern Switzerland developed a SPF-calculation method based on temperature classes („bin method“) for combined heat pump systems (space heating and DHW).
Field monitoring of two compact units has been performed. One plant delivered that in wintertime, 78% of the electricity is used by the heat pump, 5% by the electrical back-up heating and 17% for auxiliaries. The resulting overall SPF-HP of the heat pump is 3.8, while the SPF-S of the system (space heating and DHW) varied between 2.4 in summer and 3.1 in winter. The other plant showed in wintertime a need of 36% by the heat pump, 47% by the electrical back-up heater and 17% by auxiliaries. The SPF-HP of the heat pump was 2.8 while the SPF-S of the overall system is 1.8 due to the higher fraction of electrical back-up energy. The reason for the higher back-up energy use was due to a too low heating capacity of the heat pump.
Calculated values correspond to the field monitoring in the range of plusminus 6%.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Wemhöner,Carsten
Wemhöner,Carsten
Dott,Ralf
Dott,Ralf
Dott,Ralf
Afjei,Th.
Afjei,Th.
Afjei,Th.
Huber,Heinrich
Helfenfinger,Dominique
Zugehörige Dokumente
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