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Publication type: Working paper – expertise – study
Title: Neuartige reversible Luft/Wasser-Wärmepumpe mit natürlichem Kältemittel (Propan) für ein energieeffizientes Bürogebäude
Authors: Benz, Michael
van Velsen, Stefan
Öztürk, Tufan
Löhrer, Rolf
Schiess, Ciril
Rohrer, Stefan
Tillenkamp, Frank
Steiger, Silvan
König, Martin
Mojic, Igor
Crameri, Sascha
et. al: No
DOI: 10.21256/zhaw-22949
Extent: 102
Issue Date: 29-Nov-2019
Publisher / Ed. Institution: Bundesamt für Energie BFE
Publisher / Ed. Institution: Bern
Language: German
Subjects: Wärmepumpe; Propan; Bürogebäude; Energieeffizienz; Klimakälte; Heizung; Effizienz
Subject (DDC): 620: Engineering
Abstract: Aufgrund des gestiegenen Komfortbedürfnisses werden neue Bürobauten heutzutage vermehrt gekühlt. Gleichzeitig sind die gesetzlichen Anforderungen an die Energieeffizienz sowie an die Ökologie von Gebäudesystemen stark gestiegen. So dürfen ab einer gewissen Anlagengrösse bereits keine in der Luft stabilen Kältemittel mehr eingesetzt werden. Im vorliegenden Projekt wird eine neuartige reversible Luft/Wasserwärmepumpe entwickelt. Diese wird mit dem natürlichen Kältemittel Propan betrieben und in Kombination mit einem reversiblen Verteil- und Abgabesystem als Demonstrationsanlage in ein Minergie-P Bürogebäude implementiert. Um einen sehr geringen Endenergiebedarf des Gesamtsystems zu erreichen, wird mit einer Reihe von passiven und aktiven Massnahmen wie einer hochwärmegedämmten Gebäudehülle oder einer wirksamen Nachtauskühlung der Wärme- und Kältebedarf minimiert. Zusätzlich ist eine klare Trennung zwischen Heiz- und Kühlbetrieb erzielt worden. Die Warmwasserbereitstellung erfolgt mit einer separaten Luft/Wasser-Wärmepumpe, welche gleichzeitig den Serverraum im Untergeschoss kühlt. Die Propan-Wärmepumpe wird nur für die Klimatisierung und die Deckung des Heizwärmebedarfs verwendet. Im Projekt konnte gezeigt werden, dass umschaltbare Wärmepumpen mit Propan als Kältemittel in der heutigen Praxis verwendbar sind und das Sicherheitsdispositiv einer aussenaufgestellten Anlage mit einem vertretbaren Aufwand umgesetzt werden kann. Aufgrund der Anforderungen an Schallschutz ist die Anlage in einem explosionsgeschützten Maschinengehäuse untergebracht. Die erreichten Arbeitszahlen im Winterfall sind als hoch zu bezeichnen. Insbesondere, wenn man berücksichtigt, dass die Anlage aufgrund der tiefen Heizgrenze bei sehr tiefen respektive sehr hohen mittleren Aussenbedingungen betrieben wird. Das führt dazu, dass die Anlage häufig in nicht energieoptimalen Betriebspunkten arbeiten muss. Das Gesamtsystem zeigte sich jedoch als sehr effektiv und der erreichte Komfort darf in allen Zonen als sehr gut beurteilt werden.
URI: https://www.aramis.admin.ch/Default?DocumentID=65574&Load=true
https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/22949
License (according to publishing contract): Licence according to publishing contract
Departement: School of Engineering
Organisational Unit: Institute of Energy Systems and Fluid Engineering (IEFE)
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