Masterthesis: Wärmepumpensysteme und solarthermische Anlagen

Wärmepumpenflussschema mit Rekuperator

Thema: Erhöhung der Effizienz und des Wirkungsgrades bei einer thermischen Solaranlage und einer Grundwasserwärmepumpenanlage zur Heizung und Warmwasseraufbereitung an einem ausgeführten Projekt

von Hannes Burger

Laut der Studie „100 % Energieautarkie 2050“ besteht das höchste Potential im Einsatz erneuerbarer Energien (1) in der Nutzung der oberflächennahen Umweltwärme mithilfe von Wärmepumpen im Niedrigtemperaturbereich, (2) in der Nutzung von solarthermischen Anlagen zur Niedrigtemperaturwärme in Gebäuden und (3) in der Nutzung von Photovoltaik. Die Masterthesis von Diplom-Ingenieur Hannes Burger konzentriert sich auf die Effizienzsteigerung von Wärmepumpensystemen und solarthermischen Anlagen zur Brauchwasseraufbereitung und Heizungsunterstützung. Dabei werden die am Markt bestehenden Systemlösungen analysiert und bewertet sowie Optimierungsmaßnahmen aufgezeigt und ihre wesentlichen Effizienzsteigerungen messtechnisch dokumentiert.

Aus den Untersuchungen und belegten Optimierungen ergeben sich, gegenüber den am Markt im Zuge von Feldtests erfassten Systemen, Verbesserungen der Jahresarbeitszahlen von bis zu 60 %. Der Schlüssel zur Effizienzerhöhung bei der Wärmepumpe und Solarthermie liegt in der konsequenten Tieftemperaturwärmeverteilung mit durchgehender Betriebsweise und hochpräziser Einzelraumregelung sowie in der Reduktion der Leistungsaufnahme der Nebenaggregate. In Folge ergeben sich eine gesteigerte Behaglichkeit und Selbstregulierung der Fußbodenheizung sowie eine Reduktion der Wärmeverteilverluste. Auch bei der Warmwasserbereitung lassen sich durch Optimierung der Frischwasserstationen und temperaturabgesenkte Mehrfachladungen hohe Arbeitszahlen erzielen. Durch eine Minimierung der Vorlauftemperaturerhöhungen sind im ungeregelten Ein-/Ausbetrieb immer noch höhere Jahresarbeitszahlen als bei einer modulierenden Leistungsregelung aufgrund der Systemverluste möglich.

Ein weiteres hohes Verbesserungspotential besteht bei der Optimierung der Komponenten einer Wärmepumpe. Sie möchten wissen, mit welchen Maßnahmen Sie eine effiziente hygienische den Normen entsprechende Warmwasseraufbereitung über eine Wärmepumpe realisieren können? Die Masterthesis von Hannes Burger stellen wir Ihnen hier zum Download bereit. Gerne stellen wir auch den Kontakt zur Herrn Burger her.

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