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Zentrale Einzelraum- und Vorlaufregelungen ergänzen das Konzept
12.04.2018

Zweite Wärmequelle optimiert Wärmepumpenanlage

Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Außenluft als Wärmequelle. Wegen ihrer vergleichsweise günstigen Anschaffungskosten erfreuen sie sich derzeit wachsender Beliebtheit bei den Besitzern neuer oder sanierter Einfamilienhäuser mit niedrigem Energiebedarf. Ihr Nachteilt: Sie arbeiten bei sinkenden Außenlufttemperaturen, wenn der Heizwärmebedarf also steigt, mit abnehmender Energieeffizienz. Das neue BINE-Projektinfo „Doppelt heizt besser“ (04/2018) stellt ein neues Anlagenkonzept vor, bei dem die Gebäudeabluft als zweite Wärmequelle ins System integriert und die Regelung der Wärmeverteilung optimiert wird.

Abluft liefert Wärme auf vergleichsweise hohem Temperaturniveau und führt zu günstigen Systemkosten. Die Wissenschaftler erprobten die Zusammenarbeit der Wärmepumpe mit dem Kreuzwärmetauscher des Lüftungskompaktgerätes, um den optimalen Entnahmepunkt für die Abwärme zu finden. Die Ergebnisse sprechen für eine Entnahme nach dem Wärmetauscher. Ein zweiter Schwerpunkt lag auf der Optimierung der Regelungsstrategie für das Wärmeverteilsystem. Ziel war zu vermeiden, dass die Wärmepumpe die Temperatur höher anhebt als es dem tatsächlichen Wärmebedarf entspricht. Dafür führten die Wissenschaftler die Daten der verschiedenen Einzelraumreglungen zentral zusammen und nutzten sie für die Festlegung der Vorlauftemperatur im Wärmeverteilsystem.

Bei den abschließenden Simulationen wurden die Daten aus den beiden Teilprojekten zur Quellen- und Senkenseite zusammengeführt und ausgewertet. Die Untersuchungen beziehen sich auf neue und sanierte Einfamilienhäuser mit 140 m² Wohnfläche auf zwei Etagen und einem Energiebedarf von unter 120 kWh/m²a. Das Forschungsprojekt hat die Vaillant GmbH gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme sowie dem E.ON Energy Research Center der RWTH Aachen durchgeführt.

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Abbildung 1: Aufbau des entwickelten Demonstrators für die kombinierte Nutzung von Außen- und Abluft. (© Fraunhofer ISE)

Abbildung 1
Aufbau des entwickelten Demonstrators für die kombinierte Nutzung von Außen- und Abluft. (© Fraunhofer ISE)