IEA Heat Pumping Technologies Magazine Vol. 35, No. 3/2017

In seinem Vorwort gibt Carsten Wemhoener, Schweiz, der Operating Agent des abgeschlossenen Annex 40 und des laufenden Annex 49 ist, einen Überblick über Wärmepumpen in near Zero Emission Buildings kombiniert mit Photovoltaic und Speichern in derartigen Gebäuden, der in den verschiedenen Ländern unterschiedliche Priorität hat.

Oliver Jung und Christina Pini vorn der European Heat Pump Association (EHPA) geben in ihrer Kolumne einen Überblick über die Möglichkeiten, mit Wärmepumpen den Wärmemarkt zu entkarbonisieren. Dennoch hat die EU Schwierigkeiten, den Einsatz von Wärmepumpen zu fördern. Gründe sind der Mangel an Wissen über diese Technologie, die Technologie-Neutralität, oder die Möglichkeit, sie auch für die Kühlung einzusetzen, oder, dass man Wärmepumpen – im Gegensatz zu Solaranlagen – nicht sieht. Es ist notwendig, Wärmepumpen weiterhin aktiv zu fördern, um die Klimaziele erreichen zu können.

Die 13th IEA Heat Pump Conference (HPC2020) wird am 11. Bis 14. Mai 2020 in Jeju, Korea, abgehalten werden und Themenbereiche wie Systeme und Komponenten, Anwendungen, R&D, Märkte und internationale Aktivitäten umfassen.

Anlässlich der 2017 China Heat Pump Alliance Annual Conference wurde über das "coal to clean energy heating replacement" für 3 Millionen Haushalte berichtet, das 2017 abgeschlossen sein soll. In Peking werden 300.000 Haushalte mit Luft/Wasserwärmepumpen umgerüstet.

Im Wärmepumpenprogramm laufen derzeit 12 Projekte – Annex 41-52 – zwei sind abgeschlossen, 3 wurden neu gestartet.

Im Rahmen von Annex 41 Cold Climate Heat Pumps wurde die Anwendung von Außenluft-Wärmepumpen in kalten Klimazonen der teilnehmenden Länder studiert, Verbesserungen an Aggregaten untersucht und experimentell getestet und Prototypen entwickelt und im Rahmen eines Feldtest erfolgreich geprüft.

In Annex 42 Heat Pumps in Smart Grids ging es darum, Möglichkeiten zur Verbesserung der Netzsituation durch Wärmepumpen in Verbindung mit Speichern ohne unzulässige Komfortminderung zu finden. Mit Hilfe von Organisationen, die Wärmepumpen in Zusammenarbeit mit Konsument und Netzbetreiber „verwalten", könnte ein Beitrag zur Netzstabilisierung geschaffen werden. Die organisatorischen und vor allem finanziellen Anreize sind derzeit noch offen.

In Annex 44 Performance Indicators for Energy-Efficient Supermarket Buildings ging es um die Bewertung von Supermärkten bezüglich ihres Energieverbrauchs und Möglichkeiten zu Verbesserungen. Die Schwierigkeit lag in den unterschiedlichen Größen, Klimazonen, Öffnungszeiten und in der Auslastung. Außerdem wurden Daten von unterschiedlichen Entstehungs- und Renovierungszeiten von Gebäuden und Kälteanlagen erfasst. Ohne Modellierung, die im Projekt nicht vorgesehen war, sind spezifische Ergebnisse nicht erzielbar.

In Annex 49 Design and Integration if Heat Pumps for nZEB, ein Nachfolgeprojekt von Annex 40, geht es detailliert um die Integration von Wärmepumpen in Verbindung mit Solarkomponenten (Solarthermie und Photovoltaik), Lüftungssystemen und Speichern (thermisch und elektrisch). Zusätzlich sollen Gruppen von Gebäuden, verbunden durch Netzwerke, untersucht werden.

In Annex 51 Acustic Signature of Heat Pumps geht es um Schallemissionen von Wärmepumpen, die besonders im Fall von Außenluftwärmpumpen ein Problem sein können. Es werden sowohl Komponenten und Aggregate als auch Aufstellungsarten untersucht und nach Lösungen für die Schallproblematik gesucht.

Annex 52 Long-Term Measurements of GSHP Systems, Performance in Commercial, Institutional and Multi-Family Buildings befasst sich mit größeren Erdreich-Wärmepumpenanlagen, die Einregulierung der Systeme, die erreichte Effizienz and das Langzeitverhalten auf Grund von Messungen.

In "Load management of nZEB - an important element for future energy supply and implementation of renewable energy source" berichten Franziska Bockelmann und Christina Betzold, Deutschland, über zwei Projekte mit Wärmepumpen. Thema sind die künftigen Anforderungen in Bezug auf Energieeffizienz und Wohnkomfort, wobei die optimale Nutzung von Sonnenenergie berücksichtigt werden soll. In beiden Projekten werden Regelungsstrategien angewandt, durch die eine vermehrte Nutzung von Photovoltaik und eine verminderte Netzbelastung durch thermische und elektrische Speicher erreicht werden sollen.

Gyuyoung Yoon, Japan, analysiert in "Heat load profile for ZEB and requirements for heat pump technology" die Heizlastcharakteristik von nZEB Gebäuden. Basis der Untersuchungen war das Lastprofil der Gebäude. Zu diesem Zweck wurden Wärmepumpen mit geringer Leistung mit verbesserter Effizienz bei Teillastbetrieb und verringerten Stillstandsverlusten entwickelt, die Leistungen der Hilfsantriebe reduziert und in Verbindung mit Speichern optimiert, um vermehrt erneuerbare Energie zu nutzen. In Verbindung mit Photovolatik wurden auch Gleichstromnetze angedacht.

In "nZEB energy performance comparison in different climates and countries" vergleicht Jarek Kurnitski, Estland, zwei mitteleuropäische (Frankreich, Brüssel) und zwei nordeuropäische Länder (Finnland, Estland) an Hand eines Referenzgebäudes. Es ergaben sich große Schwierigkeiten auf Grund unterschiedlicher Gebäudestandards und Versorgungsstrukturen.

In "Field testing of two prototype air-source integrated heat pumps for net zero energy home (nZEH) application" zeigen Van D. Baxter and Jeffrey D. Munk, USA, die Vorteile von Außenluftwärmepumpen, die neben Raumheizung und Kühlung auch die Funktionen Warmwasserbereitung, Entfeuchtung und Lüftung abdecken. Es werden Auslegung, simulierte Charakteristik, Feldtest der Prototypen und die gemessenen Leistungsdaten präsentiert. Gegenüber konventionellen Lösungen konnten mit den integrierten Lösungen Energieeinsparungen im Bereich von 40-60% erreicht werden.

In "Heat pumps in buildings with low energy demand - comparisons with a current test standard" schlagen Ola Gustafsson and Kerstin Rubensson, Schweden, vor, auf Grund der Betriebsweisen von Wärmepumpen in nZEBs in Verbindung mit Smart Grids, die bestehenden Normen für das Testen von Wärmepumpen, die EN14825 zu ändern.

Interessante Konferenzen 2018 sind:

• 20.-24. Jänner 2018: ASHRAE Winter Conference Chicago, Illinois, USA
• 12.-15. März 2018: Cold Climate HVAC 2018 - The 9th International Cold Climate Conference Sustainable new and renovated buildings in cold climates, Kiruna, Schweden
• 18.-20. Juni 2018: 13th IIR Gustav Lorentzen Conference on Natural Refrigerants, Valenzia, Spanien
• 9.-12. Juli 2018: Purdue Compressor/Refrigeration and Air Conditioning and High Performance Buildings Conferences and Short Courses, West Lafayette, Indiana, USA
• 2.-5. September 2018: 1st IIR International Conference on the Application of HFO Refrigerants Birmingham, Großbritannien, 16.-18. Oktober Chillventa 2018, Nürnberg, Deutschland

IEA Heat Pumping Technologies MAGAZINE Vol. 35, No. 3/2017