Overview
Verschiedene sich ergänzende Forschungsprojekte des Bundesamtes für Energie (BFE) belegen die Tatsache, dass Luft/Wasser-Wärmepumpen ein noch grosses Potenzial zur Einsparung von Primärenergie haben. Die Fortschritte in der Kompressor- und Ventilatortechnik eröffnen neue Möglichkeiten für die Prozessführung. Es bieten sich grundsätzlich zwei Massnahmen an, mit welchen die Effizienz erheblich verbessert werden kann: einerseits die kontinuierliche Leistungsregelung von Kompressor und Ventilator und andererseits die konsequente Verwendung der Abtauung mit Ventilatornachlauf.
Dieses Projekt befasst sich mit der Erarbeitung allgemeingültiger Auslegungs- und Planungs-grundlagen für die Realisierung effizienter, betriebssicherer und wirtschaftlicher Luft/Wasser-Wärmepumpen mit kontinuierlicher Leistungsregelung.
Mittels Simulationen und Experimenten wurde eine Regelung konzipiert und entwickelt, welche in Abhängigkeit des Umgebungszustandes und des Heizbedarfs den Kältemitteldurchsatz und den Luftvolumenstrom optimal regelt. Zur Bestätigung des Potenzials sowie zur Überprüfung und Verfeinerung der entwickelten Regelung wurden drei verschiedene Prototypen leistungsgeregelter Luft/Wasser-Wärmepumpen realisiert.
Die Resultate aus den theoretischen und experimentellen Untersuchungen bestätigen das Potenzial der Leistungsregelung von Luft/Wasser-Wärmepumpen eindrücklich. Vergleiche mit JAZ aus Feldstudien zeigen, dass durch die Leistungsregelung Effizienzsteigerungen im Bereich von 10% bis 70% erzielt werden können. Bei Verwendung von Kompressoren und Ventilatoren mit geeignetem Teillastverhalten und durch eine optimale Regelung liegen die erreichbaren JAZ leistungsgeregelter Luft/Wasser-Wärmepumpen im Bereich von heutigen Sole/Wasser-WP mit Ein/Aus-Regelung. Damit ermöglichen künftige Luft/Wasser-Wärmepumpen-Systeme mit Leistungsregelung nicht nur beträchtliche Energieeinsparungen, sondern sie sind anderen Heizsystemen, insbesondere bei Verwendung in sanierten Altbauten, auch wirtschaftlich überlegen. Eine Abschätzung des wirtschaftlichen Potenzials zeigt, dass die über die gesamte Abschreibungsdauer resultierende Kosteneinsparung gegenüber der Verwendung „typischer“ Luft/Wasser-Wärmepumpen mit Ein/Aus-Regelung mehrere tausend Franken betragen kann.
