Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Im Projekt Hp-Cosy werden die Grundlagen für ein dezentrales Sole-Wasser Wärmepumpensystemf ür Wohneinheiten in Mehrfamilienhäusern entwickelt, welches die Funktionen Heizen, Kühlen und Warmwasser beinhaltet. Die Warmwasserbereitung kann wahlweise abhängig von der Verfügbarkeit von PV-Strom als Einzelanlage oder im Schwarm (Zusammenschluss zum Eigenverbrauch)geregelt werden. Das Projekt liefert einen Beitrag zum IEA HPT Annex 55 "Comfort and Climate Box".
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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In the project Hp-Cosy the basics for a decentralized brine-water heat pump system for residential units in multi-family houses are developed, which includes the functions heating, cooling and hot water. The hot water production can be controlled either as a stand-alone system or as a swarm system (grouped for self-consumption), depending on the availability of PV electricity. The project contributes to the IEA HPT Annex 55 "Comfort and Climate Box".
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Le projet Hp-Cosy vise à développer les bases d'un système décentralisé de pompes à chaleur eau glycolée/eau pour des unités d'habitation dans des immeubles collectifs, qui comprend les fonctions de chauffage, de refroidissement et d'eau chaude. La production d'eau chaude peut être réglée au choix en fonction de la disponibilité de l'électricité photovoltaïque en tant qu'installation individuelle ou en essaim (regroupement pour l'autoconsommation). Le projet contribue à l'annexe 55 de l'AIE HPT "Comfort and Climate Box".
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Im Projekt HpCosy wurde die Basis für ein dezentrales Sole-Wasser-Wärmepumpensystem für Wohnungen in Mehrfamilienhäusern entwickelt und untersucht. Das System umfasst die Funktionen Heizen, Kühlen und Warmwasserbereitung. Eine gezielte Steuerung der Wärmepumpen soll es ermöglichen, die Verfügbarkeit von vor Ort erzeugtem Photovoltaikstrom für die Einheit im Schwarm aller Wärmepumpen im Gebäude zu berücksichtigen. Die Untersuchung wurde an einem konkreten Beispiel eines dreistöckigen Mehrfamilienhauses mit sechs Wohnungen mit unterschiedlicher Nutzung durchgeführt. Der Vergleich zwischen einem zentralen und mehreren dezentralen Wärmepumpensystemen zeigt deutlich die grossen Vorteile der dezentralen Lösung (Einsparungen im Bereich von 30% der elektrischen Energie). Der grösste Teil der eingesparten Energie ist dabei auf den Wegfall der Warmwasserzirkulation und die damit verbundenen hohen Temperaturanforderungen zurückzuführen. Die Messung einer HpCosy-Anlage unter realistischen und dynamischen Arbeitsbedingungen hat gezeigt, dass eine individuelle Anpassung der Steuerung eines einzelnen Schwarmteilnehmers auf ein Schwarmsignal technisch machbar ist, und es für das ausgewählte und getestete Wochenprofil zu einer Reduzierung des Netzverbrauchs führt. Die abschliessenden Simulationen des Gesamtsystems zeigen, dass - zusätzlich zu den Einsparungen durch den Einsatz dezentraler Systeme – eine Erhöhung des Eigenverbrauchs um 11% bis 17% und eine zusätzliche Reduktion des Netzverbrauchs von bis zu 5% mit einem Führungssignal, dem Schwarm-Signal, erreicht werden kann, welches anzeigt, inwiefern vor Ort mehr Energie produziert als konsumiert wird. Das Marktpotenzial des HpCosy Systems ist vorhanden. Die nötigen Massnahmen für eine Umrüstung sind bekannt, und die Geräte sind am Markt erhältlich. Bei der Nutzerakzeptanz ist die Wartungsintervention im Wohnungsbereich und der Platzbedarf ein Thema. Als Vorteil wird die individuelle Abrechnungsmöglichkeit gesehen. Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit muss ein Vollkosten-Rechnungsvergleich zwischen zentraler und dezentraler Lösung über eine angenommene Nutzungsdauer geführt werden, um Investitions- und bedarfsgebundene Kosten, wie Energiekosten gemeinsam erfassen zu können.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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In the HpCosy project, the basis for a decentralized brine-to-water heat pump system for apartments in multi-family houses was developed and investigated. The system includes the functions of heating, cooling and hot water production. Targeted control of the heat pumps should make it possible to take into account the availability of photovoltaic power generated on site for the unit in the swarm of all heat pumps in the building. The study was conducted on a specific example of a three-story apartment building with six apartments with different uses. The comparison between a centralized and several decentralized heat pump systems clearly shows the great advantages of the decentralized solution (savings in the range of 30% of electrical energy). Most of the energy saved is due to the elimination of hot water circulation and the associated high temperature requirements. The measurement of a HpCosy system under realistic and dynamic working conditions has shown that an individual adaptation of the control of a single swarm participant to a swarm signal is technically feasible, and it leads to a reduction of the grid consumption for the selected and tested weekly profile. The final simulations of the overall system show that - in addition to the savings from the use of decentralized systems - an increase in self-consumption of 11% to 17% and an additional reduction in grid consumption of up to 5% can be achieved with a guidance signal, the swarm signal, which indicates the extent to which more energy is being produced on site than is being consumed. The market potential of the HpCosy system is there. The necessary measures for retrofitting are known, and the devices are available on the market. In terms of user acceptance, the maintenance intervention in the residential area and the space requirement are an issue. The individual billing option is seen as an advantage. With regard to cost-effectiveness, a full-cost calculation comparison between centralized and decentralized solutions must be carried out over an assumed useful life in order to be able to record investment and demand-related costs, such as energy costs, together.
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Schlussbericht
(Französisch)
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Le projet HpCosy a permis de développer et d'étudier la base d'un système décentralisé de pompes à chaleur eau glycolée/eau pour les appartements dans les immeubles collectifs. Le système comprend les fonctions de chauffage, de refroidissement et de production d'eau chaude. Une commande ciblée des pompes à chaleur doit permettre de tenir compte de la disponibilité de l'électricité photovoltaïque produite sur place pour l'unité dans l'essaim de toutes les pompes à chaleur du bâtiment. L'étude a été menée sur un exemple concret d'un immeuble collectif de trois étages comprenant six appartements à usage différent. La comparaison entre un système de pompe à chaleur centralisé et plusieurs systèmes décentralisés montre clairement les grands avantages de la solution décentralisée (économies de l'ordre de 30% de l'énergie électrique). La plus grande partie de l'énergie économisée est ici due à la suppression de la circulation de l'eau chaude et des exigences de température élevées qui y sont liées. La mesure d'une installation HpCosy dans des conditions de travail réalistes et dynamiques a montré qu'une adaptation individuelle de la commande d'un seul participant à l'essaim à un signal d'essaim est techniquement réalisable et qu'elle conduit à une réduction de la consommation du réseau pour le profil hebdomadaire choisi et testé. Les simulations finales de l'ensemble du système montrent que - en plus des économies réalisées grâce à l'utilisation de systèmes décentralisés - une augmentation de la consommation propre de 11% à 17% et une réduction supplémentaire de la consommation du réseau pouvant atteindre 5% peuvent être obtenues avec un signal de guidage, le signal d'essaimage, qui indique dans quelle mesure plus d'énergie est produite que consommée sur place. Le potentiel commercial du système HpCosy existe. Les mesures nécessaires pour une conversion sont connues et les appareils sont disponibles sur le marché. En ce qui concerne l'acceptation par les utilisateurs, l'intervention de maintenance dans les logements et l'espace nécessaire sont des sujets de préoccupation. La possibilité de facturation individuelle est considérée comme un avantage. En ce qui concerne la rentabilité, une comparaison des coûts complets entre les solutions centralisées et décentralisées doit être effectuée sur une durée d'utilisation supposée, afin de pouvoir saisir ensemble les coûts d'investissement et les coûts liés aux besoins, comme les coûts énergétiques.
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