WPSol

Leistungsprüfung und ökologische Bewertung von kombinierten Solar-Wärmepumpenanlagen

Kurzbeschreibung

Das Hauptziel des Vorhabens war die Entwicklung von Verfahren zur dynamischen Leistungsprüfung sowie für die ökologische und primärenergetische Bewertung von kombinierten Solarthermie-Wärmepumpenanlagen zur Trinkwassererwärmung und Raumheizung.

Angesichts der ausgeprägten Steigerung der Verkaufszahlen von elektrisch angetriebenen Wärmepumpen sowie der zunehmenden Kombination von Wärmepumpen mit thermischen Solaranlagen ist es erforderlich, dass entsprechende Prüfverfahren verfügbar sind. Insbesondere im Hinblick auf eine Charakterisierung des dynamischen Betriebsverhaltens von kombinierten Solarthermie-Wärmepumpenanlagen war diese Voraussetzung bisher nicht erfüllt. Ebenso fehlten bisher Instrumente für eine ganzheitliche ökologische und primärenergetische Bewertung von kombinierten Solar-Wärmepumpenanlagen.

Für die Entwicklung und Erprobung des dynamischen Leistungsprüfverfahrens und die Validierung entsprechender Rechenmodelle wurden mehrere Wärmepumpen auf einem Laborprüfstand detailliert messtechnisch untersucht. Die Validierung des entwickelten Leistungsprüfverfahrens für die Gesamtanlagen erfolgte auf der Basis von in-Situ Messungen an Anlagen unterschiedlichen Typs. Über die Leistungsbewertung hinaus wurde ein Verfahren für eine ganzheitliche ökologische und primärenergetische Bewertung der Anlagen entwickelt.

Wärmepumpenprüfstand mit einer installierten Wärmepumpe
Wärmepumpenprüfstand mit einer installierten Wärmepumpe

Die Ergebnisse der Labor- und in-Situ-Messungen flossen in die Validierung der für das Simulationsprogramm TRNSYS neu zu entwickelnden numerischen Rechenmodelle ein. Die im Rahmen des Vorhabens durchgeführten TRNSYS-Simulationen dienten der Ermittlung der thermischen Leistungsfähigkeit von Solar-Wärmepumpenanlagen mittels einer Vorausberechnung des Jahresenergieertrags für standardisierte Referenzbedingungen und waren damit integraler Bestandteil des hier zu entwickelnden Prüfverfahrens.

Als Ergebnisse des Vorhabens liegen nun standardisierte Verfahren zur Bewertung der thermischen Leistungsfähigkeit, der Umweltverträglichkeit sowie der Primärenergieeinsparung von kombinierten Solarthermie-Wärmepumpenanlagen vor. Die im Rahmen dieses Vorhabens erzielten Ergebnisse und gewonnenen Erkenntnisse die von allgemeinem Interesse sind, wurden durch die Publikation von Fachartikeln und mittels Informationsveranstaltungen der Solar- und Wärmepumpenindustrie zugänglich gemacht. Hierdurch wurde ein Beitrag zur Weiterentwicklung und breiteren Markteinführung von Solar-Wärmepumpenanlagen geleistet.

 

Laufzeit

09/2010 - 08/2015

 

Projektpartner

  • General Solar Systems GmbH (Sonnenkraft)
  • Prometall-Fertigungstechnik
  • Schüco International KG
  • Viessmann Wärmepumpen GmbH

 

Danksagung

 Das Projekt "WPSol" wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages durch den Projektträger Jülich unter dem Förderkennzeichen 0325967A gefördert. Die Autorinnen und Autoren danken für die Unterstützung und übernehmen die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung.

Kontakt

Dieses Bild zeigt Dipl.-Ing. Sven Stark
 

Dipl.-Ing. Sven Stark

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Dieses Bild zeigt Dr.-Ing. Harald Drück
 

Dr.-Ing. Harald Drück

Koordinator Forschung und Arbeitsgruppenleiter

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