Operating Agent für den Annex 32 des IEA Heat Pump Programm

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 101579

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Auf Antrag eines Schweizer Vorschlages startete die IEA per 1.1.06 den Annex 32 mit dem Titel "Economical Heating and cooling systems for low energy houses" im Wärmepumpenprogramm.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Multifunktionale integrierte Wärmepumpen haben verschiedene Vorteile für den Einsatz in Niedrigenergiehäusern. Insbesondere - können alle Funktionen mit nur einem Erzeugungssystem abgedeckt werden - können verschiedene Gebäudetechnikfunktionen simultan und mit Effizienzgewinnen erzeugt werden - werden bei angemessener Anlagenauslegung hohe Nutzungsgrade erreicht - besteht nur eine geringe Abhängigkeit von fossilen Energien (abgesehen von der Stromerzeugung), und mit grünem Strom ist ein vollkommen CO2-freier Betrieb möglich. Die Forschungsschwerpunkte im IEA HPP Annex 32 lagen in der Entwicklung neuer WPPrototypen für Niedrigenergiehäuser und in der Felderprobung von Wärmepumpen. Verschiedene Prototypen wurden entwickelt und im Labor getestet, insbesondere mit erweiterter Funktionalität und dem Einsatz natürlicher Kältemittel, was in marktgängigen Produkten zu Beginn des IEA HPP Annex 32 noch wenig umgesetzt war. Kalibrierte Systemsimulationen auf Grundlage der Laborergebnisse ergaben vielversprechende Energieeinsparungen über 50% im Vergleich zu üblichen Lösung in Niedrigenergiehäusern. Einige der entwickelten Prototypen werden zur Bewertung von Funktion und Nutzungsgraden im Feldtest weiter untersucht (US Prototyp, kanadische PV/T, norwegische Propan-Wärmepumpe), um die vielversprechenden Simulationsresultate auch im realen Betrieb zu verifizieren. Weiterhin zeigen die Feldtests mögliche Systemoptimierungen. Durch den Zeitplan des Annex 32 konnten aber nur Feldergebnisse des norwegischen Prototyps berücksichtigt werden. Die umfangreichen Feldergebnisse von marktgängigen Wärmepumpen in Niedrigenergiehäusern im Rahmen des IEA HPP Annex 32 bestätigen gute Nutzungsgrade und eine bessere Effizienz und weniger Umweltauswirkungen im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen wie kondensierenden Gaskesseln. Weiterhin wurden Auslegungsrichtlinien aus den durchgeführten Simulationsstudien für erweiterte Funktionen von Wärmepumpensystemen abgeleitet. Während der Annex 32 den Schwerpunkt auf die Systemintegration und -auslegung gelegt hat, gehen gegenwärtige Marktentwicklungen auch weiter zu einer Integration von Solartechnik und Wärmepumpe. Besonders für Netto-Nullenergiehäuser, bei denen gebäudeintegrierte erneuerbare Energien ein zentraler Teil des Konzepts ist, bietet diese höhere Integration eventuell weitere Vorteile für Energieeffizienz und Kosten. Zukünftige Gebäude bestehen daher aus multifunktionalen Komponenten, die dazu beitragen, den Energiebedarf kosteneffizient und umweltfreundlich zu decken. Durch die einzigartigen Eigenschaften stellen Wärmepumpen die zentrale Komponente eines integrierten und umweltfreundlichen Gebäudeentwurfs dar, der die Transformation zu einer nachhaltigen Gesellschaft ermöglicht. Die Ergebnisse des IEA HPP Annex 32 sind in vier Schlussberichten, "Best-Practice Sheets" für gemessene Anlagen mit guten Nutzungsgraden und "System Concepts Sheets" für den Feldtest von Prototypen und neuen Systemkonzepten zusammengefasst worden. Die Dokumente können auf der Annex 32-Webseite unter http://www.annex32.net heruntergeladen werden.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Fachhochschule Nordwestschweiz - Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik - Institut Energie am Bau

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Wemhöner,Carsten
Wemhöner,Carsten
Afjei,Th.
Afjei,Th.
Afjei,Th.

Zugehörige Dokumente

• Operating Agent IEA HPP Annex 32, Economical Heating and Cooling Systems for Low Energy Houses - Jahresbericht 2008 [PDF] 83 kB
• SEK – Standardlösungen zum energieeffizienten Heizen und Kühlen mit Wärmepumpen - Jahresbericht 2008 [PDF] 483 kB
• SEK – Standardlösungen zum energieeffizienten Heizen und Kühlen mit Wärmepumpen - Jahresbericht 2009 [PDF] 210 kB
• Operating Agent IEA HPP Annex 32 | Economical Heating and Cooling Systems for Low Energy Houses - Jahresbericht 2009 [PDF] 103 kB
• Operating Agent IEA HPP Annex 32 | Economical heating and cooling systems for low energy houses - Zusammenfassung 2010 [PDF] 2'450 kB

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

Multifunctional integrated heat pumps have several advantages for the application in low energy houses, in particular: - only one generator is necessary to cover the building services - different building services can be covered simultaneously with efficiency gains - a high seasonal performance can be reached with proper design due to the use of waste and ambient heat • heat pumps are independent of fossil fuels (except for electricity generation) and can be operated entirely CO2-free with renewably generated electricity. IEA HPP Annex 32 has mainly contributed to the further development of integrated heat pump systems for low energy houses by developing prototype concepts and gathering field experience with the prototypes and commercially available heat pumps. Several prototype systems have been developed and lab-tested, mainly addressing the ex-tension of functionalities and the use of natural refrigerants rarely found in common marketa-ble systems. System simulations with calibrated lab-test results and including the low energy building show promising results of energy reductions up to 50% compared to conventional system designs. Some of the prototypes (US integrated heat pump prototype, Canadian PV/T systems, Norwegian propane heat pump) are or will be field-monitored in the near future in order to prove the functionality in real operation. By the field results, it will be analysed, if the promising results of simulations are reached under real boundary conditions, as well. Moreover, field testing of the prototypes is useful to reveal operational problems and further optimisation potentials. However, due to the time schedule of the project, only field results of the Norwegian prototype could be covered in the time frame of IEA HPP Annex 32. Extensive field tests of marketable heat pumps installed in low energy houses carried out in the frame of IEA HPP Annex 32 confirm a better performance and a reduced environmental impact compared to conventional heating systems like condensing gas boilers. Moreover, the system design is backed-up by design recommendations for system configurations with ex-tended functionality derived from simulation studies. While Annex 32 had a focus on the sys-tem integration and design, current market trends show an integration of solar components and heat pumps. In particular for Net Zero energy houses, where the integration of renewable energies is a central part of the concept, integration of solar components is essential, offering further opportunities of a building integration regarding energy and cost savings. Future buildings will be built-up of multifunctional components, which contribute to cover the energy demand efficiently and cost-effective. Due to the above mentioned unique features heat pumps are a core component for integrated and environmentally-sound modern building designs enabling the transformation to a sustainable society. Results of IEA HPP Annex 32 have been summarised in four final reports according to the tasks and research fields. Systems with good performance have been documented in Best-Practice Sheets and prototypes and upcoming layout have been described in System Con-cept Sheets. Deliverables can be downloaded on the Annex 32 website at http://www.annex32.net.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Fachhochschule Nordwestschweiz - Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik - Institut Energie am Bau

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Wemhöner,Carsten
Wemhöner,Carsten
Afjei,Th.
Afjei,Th.
Afjei,Th.

Zugehörige Dokumente

• Operating Agent IEA HPP Annex 32 Economical Heating and Cooling for Low Energy Houses - Annual Report 2008 [PDF] 27 kB
• SEK - Standard Solutions for Energy Efficient Heating and Cooling with Heat Pumps - Annual Report 2008 [PDF] 25 kB
• Operating Agent IEA HPP Annex 32 | Economical heating and cooling systems for low energy houses - Executive Summary 2010 [PDF] 2'504 kB

Schlussbericht (Deutsch)

Das Projekt "Operating Agent IEA HPP Annex 32" umfasst das Projektmanagement des Annex 32 "Economical heating and cooling systems for low energy houses“ im Wärmepumpen-programm (HPP) der Internationalen Energie-Agentur (IEA). Das Projekt umfasst damit zwei Ebenen: Die Forschungsarbeiten im IEA HPP Annex 32 und das Projektmanagement. Der Bericht gibt zunächst einen Überblick der Forschungsarbeiten und der Produkte des Annex 32, bevor im Kap. 4 kurz das Projektmanagement dargestellt wird. Dieses Kapitel kann Hin-weise für die Durchführung von Annex-Projekten im IEA-Wärmepumpenprogramm geben. Projektziel des IEA HPP Annex 32 ist die Neu- und Weiterentwicklung von Wärmepumpen-systemen für Heiz- und Kühlzwecke, die in Niedrigenergie- und Passivhäusern (z. B. ent-sprechend MINERGIE® und MINERGIE-P®) eingesetzt werden. Das Projekt wird task- und cost-shared mit Beteiligung der zehn Länder AT, CA, CH, DE, FR, JP, NL, NO, SE und US durchgeführt. Der Zeitplan gliedert sich in vier Aufgabenbereiche: Task 1 legt die Grundlage mit einer Marktübersicht über den Stand des Gebäudemarktes im Bereich Niedrigenergiehäuser und eingesetzter Systeme. In Task 2 wurden im Wesentlichen neue multifunktionale Wärmepumpen-Prototypen, die für den kleinen Leistungsbereich von 3-5 kW angepasst sind und auch Systeme mit natürlichen Kältemitteln (CO2, Propan) umfas-sen, entwickelt. In Task 3 wurden umfangreiche Feldmessungen von marktverfügbaren Sys-temen durchgeführt, um Erfahrungen zum Systemverhalten im praktischen Einsatz zu sam-meln. In Task 4 wurden Auslegungsempfehlungen ergänzt und Einzelanlagen mit gutem Betriebs-verhalten zu Best-Practice-Beispielen aufbereitet. Im Juni 2010 wurden die Resultate dem HPP Executive Committee (ExCo) vorgestellt. Die Ergebnisse wurden entsprechend der einzelnen Projektschwerpunkte in mehreren Berichten zusammengefasst, die im Kap. 3 vorgestellt werden. Die Berichte können nach Vernehmlas-sung des HPP ExCo auf der Annex 32-Website unter http://www.annex32.net und der BFE-Website heruntergeladen werden. Es ist geplant, die Endergebnisse des IEA HPP Annex 32 im Rahmen eines Workshops an der 10. IEA Wärmepumpen-Konferenz in Tokio im Mai 2011 vorzustellen.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Fachhochschule Nordwestschweiz - Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik - Institut Energie am Bau

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Wemhöner,Carsten
Wemhöner,Carsten
Afjei,Th.
Afjei,Th.
Afjei,Th.

Zugehörige Dokumente

• SEK - Standardlösungen zum energieeffizienten Heizen und Kühlen mit Wärmepumpen - Schlussbericht [PDF] 2'361 kB
• SEK: Standardlösungen zum effizienten Kühlen mit Wärmepumpen | Feldmessung: Das passive Kühlen und Heizen mit erdgekoppelter Wärmepumpe in einem Einfamilienhaus in Muolen - Schlussbericht [PDF] 4'167 kB
• Operating Agent IEA HPP Annex 32 | Economical heating and cooling systems for low energy houses - Schlussbericht 2010 [PDF] 3'786 kB

Schlussbericht (Englisch)

The project "Operating Agent IEA HPP Annex 32" comprises the project management of the Annex 32 in the Heat Pump Programme (HPP) of the International Energy Agency (IEA) en-titled "Economical heating and cooling systems for low energy houses“. Thus, the project has two distinct aspects: the research activities in IEA HPP Annex 32 and the project manage-ment. The report gives first an overview of the results and research work in Annex 32, while in chap. 4, the project management is shortly described. This chapter can give hints for the ac-complishment of Annex projects in the IEA Heat Pump Programme. The objective of the project is the development of new heat pump systems for space heating and cooling purpose for the application in low and ultra-low energy houses, e.g. according to MINERGIE® and MINERGIE-P®. The project is carried out task- and cost-shared with the ten participating countries AT, CA, CH, DE, FR, JP, NL, NO, SE and US. The time schedule is divided into four tasks: Task 1 gives a market overview of the state-of-the-art of the building market and applied systems on the market. In Task 2 new heat pump prototypes, which comprise multifunctional systems adapted to the capacity range of 3-5 kW and the application of natural refrigerants (CO2 and propane) were developed. In Task 3 extensive field testing of marketable systems was a complished to gather experience with the functionality and performance in practical operation. In Task 4 design recommendations and Best-Practice systems were derived. In June 2010 the final results have been presented to the HPP ExCo. The results have been summarized in several final reports, which are presented in chap. 3. After the review by the HPP ExCo the final reports can be downloaded on the Annex 32 website at http://www.annex32.net and the SFOE website. It is intended to present the final results in the frame of a workshop on the 10th IEA Heat Pump Conference in Tokyo in May 2011.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Fachhochschule Nordwestschweiz - Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik - Institut Energie am Bau

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Wemhöner,Carsten
Wemhöner,Carsten
Afjei,Th.
Afjei,Th.
Afjei,Th.