SPF Institut für SolartechnikProjektleiterin SPF
+41 58 257 41 80vera.guetle@ost.ch
Aufgrund der erforderlichen Dekarbonisierung der Wärmeversorgung werden Wärmepumpen für die Warmwassererwärmung immer wichtiger. Die aus hygienischen Gründen relativ hohen Anforderungen an die Temperaturen der Warmwasserbereitung und -verteilung sind jedoch mit heutigen Wärmepumpen-Konzepten oft nicht ohne zusätzlichen Einsatz von Elektroheizstäben zu erfüllen. Die System-Effizienz der Kombination Wärmepumpe und Speicher bleibt im Feld oft deutlich hinter den technischen Möglichkeiten zurück. In diesem Projekt werden verschiedene Konzepte zur Warmwasserbereitung mit Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern verglichen. Dabei stehen Hygieneanforderungen und Effizienz im Fokus. Ziel ist es, neue Ansätze zu entwickeln und zu untersuchen, um in Mehrfamilienhäusern mit Warmwasserzirkulation eine deutlich höhere Effizienz zu erreichen. Dabei sollen ausschließlich natürliche Kältemittel zum Einsatz kommen. Das Projekt wird vom Bundesamt für Energie (BFE) kofinanziert und involviert das Institut für Energiesysteme (IES) an der OST, die Hochschule Luzern (HSLU) sowie verschiedene Industriepartner.
Die Bedeutung des hydraulischen Abgleichs von Heizverteilsystemen für die Energieeffizienz von Gebäuden und den Komfort der Bewohner ist seit langem bekannt. Dennoch zeigt sich, dass es an Fachwissen mangelt und in der Praxis immer noch häufig unzureichende Umsetzungen gibt. Unternehmen haben diese Lücke erkannt und neue Produkte sowie Lösungen entwickelt. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts untersuchen wir die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit dieser automatischen hydraulischen Abgleichslösungen und ihren Beitrag zum Komfort und zur Energieeffizienz. Wir installieren die Produkte tatsächlich und testen sie mithilfe eines Hardware-in-the-Loop-Verfahrens. Die Auswirkungen auf ein virtuell detailliert modelliertes Gebäude können in Echtzeit verfolgt und bewertet werden. Die Ergebnisse werden der Fachwelt in Form von Factsheets präsentiert, die einen unabhängigen Vergleich ermöglichen.
Das 2002 eingeführte "SPF Zertifikat Solarglas" entwickelte sich in der Solarthermiebranche weltweit zu einem willkommenen Werkzeug zur Qualitätssicherung und wurde 2012 auf Solarglas für PV-Module erweitert. Im Rahmen dieser Zertifizierung wird der Einfluss der Transmission, deren Änderung aufgrund von Solarisation, sowie des Winkelfaktors (IAM) auf die Leistungsfähigkeit des Endproduktes (Solarkollektor bzw. PV-Modul) in einen einzigen Faktor kondensiert. Das Zertifizierungsverfahren für Gläser für PV-Module ist jedoch relativ aufwändig und dadurch zeit- und kostenintensiv. Zudem können damit farbige Gläser nicht immer korrekt bewertet werden. Die Nachfrage nach farbigen PV-Modulen, insbesondere für die Integration von Photovoltaik in die Gebäudehülle, steigt stetig. Daher soll im Rahmen des Projektes CoSoG4PV das Verfahren auf farbige Solargläser erweitert und hinsichtlich Aufwand optimiert werden. Hierzu wird am SPF eine neue Messtechnik entwickelt und die Methodik für das SPF-Zertifikat Solarglass PV angepasst.
Die thermische Schichtung ist ein wichtiger Parameter bei der energetischen Bewertung von Speichern. Der elektrische Energieverbrauch in einem Wärmepumpensystem kann mit einem gut schichtenden Speicher um bis zu 40 % tiefer ausfallen als bei einem schlecht schichtenden Speicher.
Im Projekt StorEx hat das SPF die Schichtungseffizienz als Kennzahl eingeführt und gleichzeitig eine Methode zur deren Messung, die sich in der Schweiz bereits etabliert hat.
Eine Alternative dazu ist die Messung des Speichers nach der Norm EN 12977-3 mit einer nachfolgenden Simulation des Speichers.
Damit die «thermische Schichtung» ein allgemein, bzw. international anerkannter Kennwert für thermische Speicher mit einem klar definierten Messverfahren wird, ist es wichtig, dass diese beiden Verfahren in einer Vergleichsmessung untersucht werden. Dies ist das Ziel in diesem Projekt.
Im Projekt HpCosy werden die Grundlagen für ein dezentrales Sole-Wasser Wärmepumpensystem für Wohneinheiten in Mehrfamilienhäusern entwickelt. Dieses "Comfort System" beinhaltet die Funktionen Heizen, Kühlen und Warmwasser, wobei letztere wahlweise abhängig von der Verfügbarkeit von PV-Strom als Einzelanlage oder im Schwarm (Zusammenschluss zum Eigenverbrauch) geregelt werden kann.
Das Projekt wird im Auftrag des Bundesamtes für Energie und in Zusammenarbeit mit weiteren Partnern aus Industrie und Forschung durchgeführt.