Heat Pump Comfort System (HpCosy). Entwicklung und Untersuchung der Grundlagen für ein dezentrales Sole-Wasser-Wärmepumpensystem für Wohnungen in Mehrfamilienhäusern (MFH)

Heat Pump Comfort System (HpCosy). Entwicklung und Untersuchung der Grundlagen für ein dezentrales Sole-Wasser-Wärmepumpensystem für Wohnungen in Mehrfamilienhäusern (MFH)

DOI der Originalpublikation

URI

https://irf.fhnw.ch/handle/11654/54310

Projekttyp

angewandte Forschung

Projektbeginn

2020

Projektende

2023

Projektstatus

abgeschlossen

Beschreibung

Zusammenfassung

Im Rahmen des HpCosy-Projekts wurden die Grundlagen für ein dezentrales Sole-Wasser-Wärmepumpensystem für Wohnungen in Mehrfamilienhäusern entwickelt und untersucht. Das System umfasst Funktionen zum Heizen, Kühlen und zur Warmwasserbereitung. Durch eine gezielte Steuerung der Wärmepumpen soll es möglich sein, die Verfügbarkeit von lokal erzeugtem Photovoltaikstrom für die Einheit im Schwarm aller Wärmepumpen im Gebäude zu berücksichtigen. Die Untersuchung wurde anhand eines konkreten Beispiels eines dreistöckigen Mehrfamilienhauses mit sechs Wohnungen mit unterschiedlicher Nutzung durchgeführt. Die Studie wurde anhand eines konkreten Beispiels eines dreistöckigen Mehrfamilienhauses mit sechs Wohnungen mit unterschiedlicher Nutzung durchgeführt. Der Vergleich zwischen einem zentralen und mehreren dezentralen Wärmepumpensystemen zeigt deutlich die grossen Vorteile der dezentralen Lösung (Einsparungen im Bereich von 30 % der elektrischen Energie). Der grösste Teil der Energieeinsparung ist auf den Wegfall der Warmwasserzirkulation und die damit verbundenen hohen Temperaturanforderungen zurückzuführen. Messungen eines HpCosy-Systems unter realistischen und dynamischen Betriebsbedingungen haben gezeigt, dass es technisch möglich ist, die Steuerung eines einzelnen Schwarmteilnehmers individuell an ein Schwarmsignal anzupassen, und dass dies zu einer Verringerung des Netzverbrauchs für das ausgewählte und getestete Wochenprofil führt. Die abschliessenden Simulationen des Gesamtsystems zeigen, dass zusätzlich zu den Einsparungen, die durch den Einsatz dezentraler Systeme erzielt werden, eine Steigerung des Eigenverbrauchs von 11 % bis 17 % und eine zusätzliche Reduzierung des Netzverbrauchs von bis zu 5 % mit einem Steuersignal, dem Schwarm-Signal, erreicht werden kann, das angibt, inwieweit vor Ort mehr Energie produziert als verbraucht wird. Das Marktpotenzial des HpCosy-Systems ist gegeben. Die notwendigen Massnahmen für die Umstellung sind bekannt, und die Geräte sind auf dem Markt erhältlich. In Bezug auf die Akzeptanz bei den Nutzern, die Wartung im Wohnbereich und den Platzbedarf gibt es noch einige Herausforderungen. Die individuelle Abrechnungsoption wird als Vorteil angesehen. In Bezug auf die Wirtschaftlichkeit muss ein vollständiger Kostenvergleich zwischen einer zentralisierten und einer dezentralisierten Lösung über eine angenommene Lebensdauer durchgeführt werden, um Investitions- und bedarfsbezogene Kosten, wie z. B. Energiekosten, gemeinsam erfassen zu können.