Short description
(English)
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In High-Ice project ice storages and heat exchangers for waste water heat recovery as components of heating systems that combine solar collectors and heat pumps are investigated. Computer simulations and measurements are conducted to analyze in which way both ice storages and heat recovery should be integrated in a heating system in a way that leads to lowest primary energy demand and lowest environmental impact of the whole heating system. In addition, the solutions should be economical feasible, too. For ice storages the concept of de-icing its heat exchangers will be developed further. A prototype of a cost-effective ice storage will be constructed.
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Publications / Results
(German)
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Related documents
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Publications / Results
(English)
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In High-Ice project ice storages and heat exchangers for waste water heat recovery as components of heating systems that combine solar collectors and heat pumps are investigated. Computer simulations and measurements are conducted to analyze in which way both ice storages and heat recovery should be integrated in a heating system in a way that leads to lowest primary energy demand and lowest environmental impact of the whole heating system. In addition, the solutions should be economical feasible, too. For ice storages the concept of de-icing its heat exchangers will be developed further. A prototype of a cost-effective ice storage will be constructed.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Institut für Solartechnik SPF, Hochschule für Technik HSR
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Philippen,Daniel
Carbonell,Dani
Frank,Elimar
Related documents
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Publications / Results
(French)
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Related documents
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Final report
(German)
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Im Rahmen des High-Ice Projektes wurde ein Heizungskonzept untersucht, welches aus Solarkollektoren, einer Wärmepumpe und einem Eisspeicher mit enteisbaren Wärmeübertragern als Hauptkomponenten besteht. Der Einfluss der Komponentengrössen von Eisspeicher und Kollektorfeld auf den Elektrizitätsverbrauch der Heizung wurde mit Simulationen in TRNSYS analysiert. Konzipiert wurde das Heizsystem für den Einsatz in bestehenden Wohngebäuden mit geringer Wärmedämmung. In den Simulationen wurden 2 Einfamilienhäuser mit Energiekennzahlen am Standort Zürich von 60 und 125 kWh/(m2 a) verwendet. Die Studie hatte zum Ziel, das Heizungskonzept auch unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten zu bewerten. Die Ökobilanzen haben gezeigt, dass minimale Umweltwirkungen für die Wärmebereitstellung mit relativ grossen Systemkomponenten erreicht werden. Solange der Einsatz der elektrischen Notheizung verringert werden kann, lohnt es sich gemäss Ökobilanz, ein System grösser zu dimensionieren. Die Wärmegestehungskosten wiederum sind bei gross ausgelegten Heizungen gemäss dem vorgeschlagenen Systemkonzept höher als diejenigen von konventionellen Heizsystemen. Ein weiterer Teil des Projekts war die Entwicklung eines elastischen Wärmeübertragers aus EPDM-Gummi, der durch Aufblasen mechanisch enteist werden kann.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Institut für Solartechnik SPF, Hochschule für Technik Rapperswil HSR
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Diverse gem. Bericht,
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Final report
(English)
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The objective of the High-Ice project was to investigate a specific concept of a solar thermal and heat pump system with ice storage (solar-ice system). An ice storage design with heat exchangers that can be de-iced was studied. The dependence of the system's electricity consumption on the sizing of the main components (collector field and ice storage) was analysed by means of simulations with the software TRNSYS. The design of the solar-ice system was studied for the use in existing buildings with relatively low thermal insulation. Two types of single family houses with respective space heating demands of 60 and 125 kWh/(m2 a) in the climate of Zurich were considered. An important additional aim of the study was to analyse the system concept from an environmental and an economic point of view. The life cycle assessment showed that the lowest ecological impact for the heat generation is achieved with relatively large component sizes. It was found that an increase of the component sizes is beneficial as long as it helps to reduce the need for electric backup heating. However, the economic analysis revealed that the heat generation costs, especially for systems with large components, are higher compared to the costs of conventional systems. Further, an elastic heat exchanger plate made of EPDM-rubber that can be de-iced mechanically by inflation, was developed on the laboratory scale.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Institut für Solartechnik SPF, Hochschule für Technik Rapperswil HSR
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Diverse gem. Bericht,
Related documents
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Final report
(French)
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Le but du projet High-Ice a été d'étudier un concept spécifique alliant solaire thermique, pompe à chaleur et stockage thermique à glace (solar-ice system). Pour le stockage à glace, une conception avec des échangeurs de chaleur dégivrables a été étudiée. Le lien entre la consommation électrique du système et le dimensionnement des composants principaux (champ de capteurs et stockage) a été analysé au moyen de simulations (logiciel TRNSYS). Le design du système a été mené sur la base de bâtiments existants disposant d’une relativement faible isolation thermique. Deux types de maisons individuelles avec des besoins en chauffage de 60 et 125 kWh/(m2.a) ont été considérés. L'analyse du concept d'un point de vue environnemental et économique a également constitué un aspect important de cette étude. Une analyse du cycle de vie a montré que pour le chauffage, le plus faible impact écologique est atteint, pour les indicateurs considérés, avec des composants de grande taille. En effet, il a été démontré que l'augmentation de la taille des composants est bénéfique tant qu'elle permet une diminution de l'utilisation de l'appoint électrique. Cependant, l'analyse économique a révélé que les couts de production de chaleur utilisant le système proposé sont supérieurs aux couts engendrés par des dispositifs conventionnel, et ce plus particulièrement pour les systèmes utilisant des composants de grande taille. Par ailleurs, un prototype d'échangeur de chaleur élastique en EPDM permettant un dégivrage mécanique par gonflage a été développé.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Institut für Solartechnik SPF, Hochschule für Technik Rapperswil HSR
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Diverse gem. Bericht,
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