Uebersetzung des WEXA-Berichtes auf englisch

• Research unit: SFOE
• Project number: 102320

Key words (German)

TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte

Short description (German)

Uebersetzung des WEXA-Berichtes auf englisch

Final report (German)

DIE DEUTSCHE VERSION DIESES BERICHTS FINDEN SIE UNTER PUBLIKATIONSNUMMER 280033! Das Heizen unserer Häuser ist aufwändig und noch wenig effizient. Der Einsatz von Luft/Wasser-Wärmepumpen nimmt zu. Der exergetische Wirkungsgrad heutiger Luft/Wasser-Wärmepumpen mit Ein/Aus-Regelung beträgt rund 30% während eine verlustfrei arbeitende Wärmepumpe einen exergeti-schen Wirkungsgrad von 100% aufweist. Mit Hilfe von Exergie-Analysen kann gezeigt werden wo die Ver-luste in Luft/Wasser-Wärmepumpen entstehen, wo Verbesserungsmöglichkeiten liegen und welche Effi-zienzsteigerungen möglich sind. Es wurden vier verschiedene exergetische Wirkungsgrade zur Bewertung der Luft/Wasser-Wärmepumpe definiert: einer für den Wärmepumpenkreislauf, einer bezüglich der erzeugten Heiztemperatur bei intermit-tierend arbeitenden Anlagen mit Ein/Aus-Regelung, einer bezüglich der vom Gebäude kontinuierlich erfor-derlichen Heiztemperatur, und ein letzter berücksichtigt die gewünschte Raumtemperatur. Die Exergiever-luste der einzelnen Teilprozesse werden berechnet. Eine kontinuierliche Leistungsregelung kann durch kontinuierliche Leistungsreglung des Kompressors und des Ventilators erreicht werden sodass die erzeugte Heiztemperatur mit dieser Regelstrategie stets nahezu der erforderlichen Temperatur liegt. Der Temperaturhub wird gegenüber der Ein/Aus-Regelung markant reduziert, wodurch die Leistungszahl deutlich ansteigt. Des Weiteren sind verbesserte Expansionsventile erforderlich, welche geringe Dampfüberhitzungen im Verdampfer erlauben. In dieser Studie stehen Luft/Wasser-Wärmepumpen im Zentrum. Vielen Erkenntnisse bezüglich Exergiever-lust-Berechnungen der Wärmepumpe und des Heizsystems können jedoch direkt auf andere Wärmepum-pen-Systeme übertragen werden.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule Luzern - Technik und Architektur

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Gasser,Lukas
Wellig,Beat
Wellig,Beat
Hilfiker,Karl

Final report (English)

Heating our houses is costly and still inefficient. The use of air/water heat pumps is increasing because they are easy to install and operate. The exergetic efficiency of common air/water heat pumps with on/off control amounts to about 30% whereas a loss-free heat pump has an exergetic efficiency of 100%. By using exergy analysis it can be shown where the losses in air/water heat pumps occur, where the possibilities for making improvements are and which increases in efficiency can be achieved. Four different exergetic efficiencies were defined for the evaluation of air/water heat pumps: one for the heat pump`s working fluid circuit, one with reference to the generated heating temperature for intermittently on/off control, one concerning the heating temperature continuously required by the building, and a last one examines the desired room temperature. The exergy losses of the individual sub-processes are clearly calculated. An important increase in efficiency can be achieved by using continuous power control (control of the compressor and of the fan) to adapt the generated heating capacity to the required capacity. In this way, the temperature gradients of heat transfer in the evaporator and condenser can be reduced effectively and the generated heating temperature almost always corresponds to the required temperature. The temperature lift is distinctly reduced in comparison with on/off control. Furthermore, improved expansion valves are needed which permit lower vapour superheating in the evaporator. This study focuses on air/water heat pumps. Many of the findings concerning the calculation of exergy losses can be transferred directly to other heat pump systems.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule Luzern - Technik und Architektur

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Gasser,Lukas
Wellig,Beat
Wellig,Beat
Hilfiker,Karl

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• WEXA: Exergy analysis for increasing the efficiency of air/water heat pumps - Final report [PDF] 973 kB