Schlüsselwörter
(Deutsch)
|
TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte
|
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
|
Exergieanalyse Schulhaus Limmat
|
Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
|
Das Schulhaus Limmat in Zürich ist ein Altbau, in dem seit Januar 2006 mit einer Propanwärmepumpe 90 % der Energie für Heizung und Warmwasser bereitgestellt werden. Die Anlage hat Pilotcharakter, da sie einige spezielle Eigenschaften aufweist:
- Es wird das natürliche Arbeitsmedium Propan verwendet, das sich aufgrund Vorbehalte am Markt bezüglich Brennbarkeit noch nicht durchsetzen konnte.
- Als Wärmequelle dient der nahe Hauptkanal der städtischen Kanalisation, der eine typische Temperatur von 14 °C liefert. Das ist für eine Wärmepumpe eine optimale Bedingung auf der Seite der Wärmequelle.
- Die Vorlauftemperatur ist mit 65 °C typisch für einen Altbau, jedoch für eine Wärmepumpe ungünstig.
Dieses Projekt hat zum Ziel, mit einer Exergieanalyse die Wärmepumpe und die Hydraulik zu untersuchen und Verbesserungsmöglichkeiten für die bestehende Anlage und für zukünftige Projekte aufzuzeigen.
Im Jahr 2008 wurden die Messwerte plausibilisiert und ein Fehler in der Datenerfassung und –visualisierung behoben. Der Kältemittelkreislauf wird nun theoretisch abgebildet. Ob Realität, Messwerte und das auf den Messwerten beruhende theoretische Modell übereinstimmen, wird mit dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik verifiziert, der auch im Modell erfüllt sein muss.
Bei den Arbeiten im Jahr 2009 wird die Exergieanalyse auf die Hydraulik ausgedehnt und mit dem Modell Varianten der Anlage gerechnet. Das Resultat sind Empfehlungen für Verbesserungen in der bestehenden und in zukünftigen Anlagen.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
awtec AG für Technologie und Innovation
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Friedl,Markus
Zugehörige Dokumente
|
Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
|
The school building Limmat was built in 1906. Its heating system with a gas burner was complemented with a heat pump in 2005. Since January 2006, the heat pump is covering 90 % of the building’s heat demand for room heating and domestic hot water. The heat pump is a demonstration installation, since it has several special features:
- The heat pump uses Propane as working fluid.
- The heat source is a waste water channel delivering ambient heat at a temperature of 14 °C. In comparison to other heat sources, this is a relatively high temperature leading to conditions favorable to heat pumps.
- The hot water produced by the heat pump has a temperature of 65 °C, which is high for a heat pump.
It is the goal of this project, to analyse the heat pump from an exergetic point of view and to show possibilities for improvements in the current installation as well as in future installations.
The measurements of various physical properties have been verified. An error in the acquisition system of the electrical power was identified and corrected. The visualisation on the internet www.schulhauslimmat.ch now shows correct powers as well as correct COPs. The COP of 2.7 is too low for an economic operation of the heat pump. However this is 37 % of the maximum COP, which can be reached at the given operating conditions.
The future project will focus on establishing a theoretical model, where exergies and exergy losses are analysed. This leads to recommendations for improvements in the current installation and in future project of similar kind.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
awtec AG für Technologie und Innovation
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Friedl,Markus
Zugehörige Dokumente
|
Schlussbericht
(Deutsch)
|
In grossen Gebäuden werden Wärmepumpen heute erst in einem kleinen Teil der Fälle eingesetzt. Sie werden heute vorwiegend mit synthetischen Kältemitteln betrieben und kommen vor allem bei Niedertemperatur-Heizsystemen zum Einsatz. Seit Januar 2006 ist im Schulhaus Limmat eine Propan-Wärmepumpe in Betrieb, welche den Altbau aus dem Jahre 1909 mit Heizwasser und warmem Brauchwarmwasser versorgt. Sie bezieht Wärme aus einem Abwasserkanal, eine ideale Wärmequelle, die heute erst vereinzelt genutzt wird. Diese Anlage hat also in verschiedener Hinsicht Pilotcharakter und wurde im vorliegenden Projekt genauer analysiert.
In diesem Projekt wurde die Propan-Wärmepumpe im Schulhaus Limmat sowie die Hydraulik analysiert und bezüglich der exergetischen Verluste ausgewertet. Die Wärmepumpe weist eine Jahresarbeitszahl von 2.7 auf. Es konnte gezeigt werden, dass die Wärmepumpe nicht optimal funktioniert und dass die Hydraulik Verbesserungspotential bezüglich Exergieverluste aufweist. Mit den in diesem Bericht vorgeschlagenen Massnahmen kann die Jahresarbeitszahl auf ungefähr 4.4 gesteigert werden.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
awtec AG für Technologie und Innovation
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Friedl,Markus
Zugehörige Dokumente
|
Schlussbericht
(Englisch)
|
In large buildings, heat pumps todays are only used in a small number of cases. In
those rare cases, they are operated with synthetic working fluids and are mainly
used for low temperature heating. Since January 2006, a heat pump with Propane
as working fluid has been operating in a school building in Zürich (Schulhaus
Limmat), which provides heating and hot water for the old building erected in 1909.
As a heat source, a main channel of sewage, an ideal heat source, which is only
rarely used nowaday. Hence, the installation assumes pioneering role in many
aspects and has been analysed in detail during the current project.
During this project, the Propane heat pump in the Schulhaus Limmat as well as the
hydraulic system have been analysed in respect to its exergetic losses. The heat
pump has a sesonal performance factor of 2.7. The investigation has shown, that
the heat pump does not operate in an optimal way and that the hydraulic has room
for improvement with respect to exergetic losses. In implementing the measures
suggested in this report, the seasonal performance factor can be increased to
about 4.4.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
awtec AG für Technologie und Innovation
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Friedl,Markus
|
