HpCosy - Heat Pump Comfort System
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Author (Corporation)
Publication date
31.08.2023
Typ of student thesis
Course of study
Type
05 - Research report or working paper
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Issue / Number
Pages / Duration
Patent number
Publisher / Publishing institution
Bundesamt für Engergie BFE
Place of publication / Event location
Bern
Edition
Version
Programming language
Assignee
Practice partner / Client
Abstract
Im Projekt HpCosy wurde die Basis für ein dezentrales Sole-Wasser-Wärmepumpensystem für Wohnungen in Mehrfamilienhäusern entwickelt und untersucht. Das System umfasst die Funktionen Heizen, Kühlen und Warmwasserbereitung. Eine gezielte Steuerung der Wärmepumpen soll es ermöglichen, die Verfügbarkeit von vor Ort erzeugtem Photovoltaikstrom für die Einheit im Schwarm aller Wärmepumpen im Gebäude zu berücksichtigen. Die Untersuchung wurde an einem konkreten Beispiel 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 eingesparten Energie ist dabei auf den Wegfall der Warmwasserzirkulation und die damit verbundenen hohen Temperaturanforderungen zurückzuführen. Die Messung einer HpCosy-Anlage unter realistischen und dynamischen Arbeitsbedingungen hat gezeigt, dass eine individuelle Anpassung der Steuerung eines einzelnen Schwarmteilnehmers auf ein Schwarmsignal technisch machbar ist, und es für das ausgewählte und getestete Wochenprofil zu einer Reduzierung des Netzverbrauchs führt.
Die abschliessenden Simulationen des Gesamtsystems zeigen, dass - zusätzlich zu den Einsparungen durch den Einsatz dezentraler Systeme – eine Erhöhung des Eigenverbrauchs um 11% bis 17% und eine zusätzliche Reduktion des Netzverbrauchs von bis zu 5% mit einem Führungssignal, dem Schwarm-Signal, erreicht werden kann, welches anzeigt, inwiefern vor Ort mehr Energie produziert als konsumiert wird.
Das Marktpotenzial des HpCosy Systems ist vorhanden. Die nötigen Massnahmen für eine Umrüstung sind bekannt, und die Geräte sind am Markt erhältlich. Bei der Nutzerakzeptanz ist die Wartungsintervention im Wohnungsbereich und der Platzbedarf ein Thema. Als Vorteil wird die individuelle Abrechnungsmöglichkeit gesehen. Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit muss ein Vollkosten-Rechnungsvergleich zwischen zentraler und dezentraler Lösung über eine angenommene Nutzungsdauer geführt werden, um Investitions- und bedarfsgebundene Kosten, wie Energiekosten gemeinsam erfassen zu können.
Keywords
Wärmepumpensysteme, Carnot toolbox, Hardware-in-the-Loop
Subject (DDC)
Event
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Language
German
Created during FHNW affiliation
Yes
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Published
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Expert editing/editorial review
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License
Citation
Messmer, C., Haberl, R., Schindler, M., Zehnder, M., Bohara, K., Haller, M. Y., & Eismann, R. (2023). HpCosy - Heat Pump Comfort System. Bundesamt für Engergie BFE. https://doi.org/10.26041/fhnw-14693