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Versuchsanlage zur
Wärmeerzeugung für ein Nullenergiegebäude
Fachhochschule Köln – Institut für Technische Gebäudeausrüstung – Prof. Dr.-Ing. Andreas Henne, Jan Gebert B. Eng., Kai Jarosch
Verfahren
Aufgabenstellung
Um den CO2-Ausstoss, der durch die Beheizung von
Gebäuden entsteht, nachhaltig zu senken, ist
einerseits
notwendig
den
Wärmeerzeugung (1)
Wärmeerzeugung (2)
Wärmespeicherung
Wärmeübergabe
es
Energieverbrauch
nachhaltig einzuschränken, andererseits muss die
benötigte Energie zu einem möglichst großen Teil
regenerativ erzeugt werden!
Peakshifting mit dem PCM-Speicher
Bei Sonnenschein wird Luft
Der Strom treibt eine
Die Wärme wird in einem
Wärmeübergabe an den
erwärmt
Wärmepumpe an, die das
PCM-Speicher solange
Raum bei geringen
und
Temperaturniveau weiter
gespeichert, bis Sie
Systemtemperaturen
Strom erzeugt
anhebt
benötigt wird
+ 20 %
Jeder Nutzung regenerativer Energie steht jedoch die
zeitliche Differenz zwischen Angebot und Nachfrage
Optimierung der Wärmepumpe
entgegen.
Die
Lösung
Peakshifting
des
Problems
mithilfe
ist
sogenanntes
eines
effektiven
Wärmespeichers: Der PCM-Speicher!
Wärmepumpen bieten eine Möglichkeit der Umgebung effektiv Wärme zu entziehen und auf einem höheren
Temperaturniveau nutzbar zu machen. Sie arbeiten effektiver je höher die Temperatur der Wärmequelle ist.
Über die Hälfte der in Deutschland installierten Wärmepumpen (~ 63 %) nutzen Luft als Wärmequelle.
Der Nachteil ist, dass die Wärme genau dann benötigt wird, wenn die Außenlufttemperaturen niedrig und die
Effizienz gering ist. Um dieses Dilemma zu lösen, wird der Wärmepumpe ein Hybrider Solarkollektor
vorgeschaltet: Scheint die Sonne wird der Strom zum Antrieb der Wärmepumpe vor Ort erzeugt und die kalte
Außenluft vorgewärmt.
Simulationsrechnungen haben gezeigt, dass Effizienzsteigerungen im Bereich von 15% bis 25% möglich sind!