IEA Heat Pumping Technologies MAGAZINE Vol. 39, No. 1/2021
Herausgeber: IEA Heat Pump Center, 2021
Englisch, 28 Seiten
Inhaltsbeschreibung
Marek Miara vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme diskutiert die Herausforderungen beim Einsatz von Wärmepumpen sowohl in neuen als auch in bestehenden Mehrfamilienhäusern. Er weist darauf hin, dass Wärmepumpen in mehreren Ländern, vor allem in Europa, bereits die Technologie Nummer eins in überwiegend neuen, typischen Einfamilienhäusern sind. Miara führt weiter aus, dass die Implementierung von Wärmepumpentechnologien und erneuerbaren Energien in Mehrfamilienhäusern recht komplex sein kann, und zwar nicht nur aus technischer Sicht, sondern auch im Hinblick auf die Eigentumsverhältnisse, die innerhalb eines Gebäudes sowohl öffentlich als auch privat sein können. Mehrfamilienhäuser weisen auch eine Reihe von Wärmebedarfsanforderungen auf, die eine Herausforderung für eine breitere Einführung von Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern darstellen.
Diese Ausgabe HPT-Magazin enthält drei Artikel aus dem Annex 50 „Heat Pumps in Multi-Family Buildings for Space Heating". Diese beinhalten einen Überblick über die laufenden Aktivitäten in den teilnehmenden Ländern als auch die individuelle Erfolgsgeschichte aus der Schweiz über die Implementierung von Wärmepumpen in bestehenden Gebäuden. Ein weiterer Artikel beschreibt einen ganzheitlichen Ansatz für Annex 50, einschließlich einer allgemeinen Klassifizierung möglicher Lösungen, detaillierter Beschreibungen einzelner Lösungen und einer Visualisierung einer Installation mithilfe einer Online-Datenbank.
Kolumne: Diversifizierung von Wärmepumpentechnologien
Kiyoshi Saito Waseda University, Japan
In diesem Artikel erörtert Kiyoshi Saito die Diversifizierung von Wärmepumpentechnologien und geht dabei besonders auf den Einsatz von Wärmepumpentechnologien in feuchtem Klima ein, wobei er eine Reihe von Herausforderungen hervorhebt, die mit den in diesem Klima verwendeten Wärmepumpentechnologien verbunden sind. Saito geht dann auf eine Reihe von Entwicklungen seines Teams ein, die erfolgreich eingesetzt wurden, um diesen Herausforderungen zu begegnen, darunter ein nicht korrosives Trockenmittel mit ionischer Flüssigkeit und ein hybrides Klimatisierungssystem mit Feuchtigkeitsregelung. Er und sein Team haben auch einen Allzweck-Simulator für die Analyse von Energiesystemen, "Energy flow + M", entwickelt, dessen Ergebnisse gezeigt haben, dass die jährliche CO2-Reduzierung bei Verwendung des hybriden Klimatisierungssystems mit Feuchteregelung über 40 % beträgt. Das in dieser Arbeit entwickelte System wird bereits in japanischen U-Bahn-Stationen mit hoher Luftfeuchtigkeit eingesetzt.
Die 13. IEA-Wärmepumpenkonferenz Mission für die grüne Welt
IEA-Wärmepumpenkonferenz (HPC2020) findet vom 26. bis 29. April 2021 statt und wird als Forum dienen, um die neuesten Entwicklungen im Bereich der Wärmepumpentechnologien zu diskutieren und wertvolles Wissen über Märkte, Politik und Normen für verwandte Technologien auszutauschen. Auf der Konferenz werden Ausstellungen stattfinden, die Informationen über Produkte und Technologien in- und ausländischer Unternehmen vermitteln.
Für Online-Teilnehmer wird eine Online-Konferenzplattform zur Verfügung gestellt, die es den Teilnehmern ermöglicht, die Präsentationen über einen längeren Zeitraum hinweg zu verfolgen.
Ist Kühlen die Zukunft des Heizens? Ein Kommentar der IEA
Heiz- und Kühlsysteme sind die beiden wichtigsten Endverbraucher im Gebäudebetrieb und werden voraussichtlich erheblich zunehmen. In diesem Kommentar der IEA argumentieren die Autoren, dass kohlenstoffarmes Heizen und Kühlen in Gebäuden eine gemeinsame Strategie erfordern, da ein Drittel der Weltbevölkerung Wärmepumpen sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen benötigen wird. Sie schlagen vor, dass Synergien zwischen Heiz- und Kühlstrategien genutzt werden sollten, um die Kosten zu senken, da dies die Einführung effizienterer reversibler Wärmepumpen beschleunigen kann, um die Dekarbonisierungsziele im Gebäudesektor zu unterstützen. Sie betonen auch, dass zur Erreichung dieser Ziele, der Absatz von Wärmepumpen für Heizzwecke bis 2030 verdreifacht werden muss und langfristig die führende Technologie sein wird.
Innovation wird auch als Schlüsselanforderung genannt, um die Vielfalt der Gebäudetypen, der Endnutzungsnachfragemuster und der klimatischen Bedingungen zu berücksichtigen, damit sich Wärmepumpen an eine Vielzahl von Arbeitsumgebungen anpassen können. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Regierungen den Schlüssel zu einer kohlenstoffarmen Heizung und Kühlung in der Hand haben.
Lesen Sie den vollständigen Kommentar auf der IEA-Website: Is cooling the future of heating? – Analysis
HTP TCP begrüßt zwei neue Annexe!
Annex 57 Flexibility by implementation of heat pumps in multi-vector energy systems and thermal networks.
Der neue Annex 57 wird sich auf den Einsatz von Wärmepumpen in Fernwärme- und Fernkältesystemen konzentrieren und mögliche Lösungen und Hindernisse für Wärmepumpen in diesen Märkten beschreiben. In diesem Anhang wird die mögliche Flexibilität des Wärmenetzes und des Stromnetzes untersucht.
Annex 58: High-temperature heat pumps
Die wärmepumpen-basierte Wärmeversorgung bei hohen Temperaturen hat ein beträchtliches Potenzial, steht aber oft vor verschiedenen Herausforderungen. Um das Potenzial voll auszuschöpfen, ist es wichtig, dass Hochtemperatur-Wärmepumpen als Schlüsseltechnologie bei der Planung industrieller Energiesysteme berücksichtigt werden. Dieser Annex gibt einen Überblick über verfügbare und marktnahe Technologien und skizziert den Bedarf an weiteren F&E-Entwicklungen. Um die Wirkung von Hochtemperatur-Wärmepumpen zu maximieren, befasst sich dieser Annex auch mit der Prozessintegration durch die Entwicklung von Konzepten für die Wärmepumpen-basierte Prozesswärmeversorgung und die Umsetzung dieser Konzepte.
Laufende Annex Projekte
- Annex 49 Design and integration of heat pumps for nZEB
AT, BE, CH, DE, NO, SE, UK, US - Annex 50 Heat Pumps in multi-family buildings for space heating and DHW
AT, CH, DE, DK, FR, IT, NL - Annex 51 Acoustic signature of heat pumps
AT, DE, DK, FR, IT, SE - Annex 52 Long-term measurements of GSHP performance in commercial, institutional and multi-family buildings
DE, FI, NL, NO, SE, UK, US - Annex 53 Advanced cooling/refrigeration technologies development
CN, DE, IT, KR, US - Annex 54 Heat Pump systems with low GWP refrigerants
AT, DE, FR, IT, JP, KR, SE, US - Annex 55 Comfort and Climate Box
AT, BE, CA*, CH*, DE, IT, NL, SE,TR* UK, US - Annex 56 Internet of things for heat pumps
AT, CH, DE, DK, FR, NO, SE - Annex 57 Flexibility By implementation of heat pumps in multi-vector energy systems and thermal networks
DK NL - Annex 58 High-temperature heat pumps
AT, CA, DK, DE, FR, NO
Fett kennzeichnet stellt den Operating Agent
* Teilnehmer aus ECES TCP
Annex 49 Design and integration of heat pumps for nZEB
Im Annex 49, Design and Integration of Heat Pumps for nZEB, geht es um Technologien für Nearly Zero Energy Buildings (nZEB). Ab 2021 müssen alle neuen Gebäude in er EU diesen Standard erfüllen. Aus diesem Grund beschäftigt sich der Annex 49 mit den Technologien, die in nZEB zum Einsatz kommen können.
Annex 49 wurde im Jahr 2020 abgeschlossen. Die Abschlussberichte zu den verschiedenen Annex-Aufgaben wurden Ende 2020 fertiggestellt und werden im April 2021 auf der IEA HPT Annex 49 Website veröffentlicht.
Annex 51 Acoustic signature of heat pumps
Hauptziel des Annex 51 ist es, die Akzeptanz von Wärmepumpen (als Luft-Wasser-, Wasser-Luft-, Luft-Luft- und Sole-Wasser-Geräte) im Hinblick auf Lärm- und Vibrationsemissionen weiter zu erhöhen. Die Veröffentlichung der Ergebnisse von Annex 51 wird ab Mitte 2021 auf der HPT TCP Annex 51 Website verfügbar sein.
Annex 52 Long-term measurements of GSHP systems performance in commercial, institutional and multi-family buildings
Sorgfältig instrumentierte und analysierte Langzeit-Leistungsmessungen von großen erdreich-gekoppelten-Wärmepumpensystemen sind äußerst wertvolle Werkzeuge für Forscher, Praktiker und Gebäudeeigentümer. Die Literatur dazu ist spärlich, und es gibt keinen Konsens über Indikatoren für die Leistungsbewertung und den Vergleich der Systeme.
Annex 52 zielt darauf ab, eine Bibliothek mit hochwertigen Langzeitmessungen der Leistungsdaten derartiger Wärmepumpensysteme für gewerbliche Anwendungen und Mehrfamilienhäuser zu erstellen. Außerdem soll die derzeitige Methodik verfeinert und erweitert werden, um die Performance besser zu charakterisieren und eine Reihe von Benchmarks auf der Grundlage von Fallstudien zu erstellen, die einen Vergleich unterschiedlicher Systeme weltweit ermöglichen.
Das letzte Jahr des HPT Annex 52 hat nun begonnen, und die meisten der sieben teilnehmenden Länder schreiben ihre Fallstudienberichte.
Ende 2020 wurde eine neue, frei zugängliche Studie veröffentlicht, in der die Ergebnisse einer Fallstudie im Rahmen von Annex 52 vorgestellt werden.
Schwerpunktartikel: Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern, Treiber und Hindernisse
Odile Cauret, France
In den sieben europäischen Ländern, die an Annex 50 beteiligt sind, verbreiten sich Wärmepumpen in Einfamilienhäusern rasch, haben aber immer noch Schwierigkeiten, ihren Marktanteil in Mehrfamilienhäusern zu erhöhen, obwohl die Vorschriften in allen Ländern immer günstiger für deren Installation werden. Die Herausforderungen sind in diesen Ländern sehr ähnlich, nämlich die Erschließung einer passenden Wärmequelle, die Kapazität der verfügbaren Produkte oder hohe Investitionskosten oder Energiepreise. Weiters besteht auch ein Informationsmangel bei den unterschiedlichen Stakeholdern im Bausektor und den Kunden über den Einsatz von Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern. Wärmepumpen werden nach wie vor als Technologie für das Einfamilienhaus gesehen. Demonstrationsprojekte sind von großer Bedeutung, um das Potential der Technologie im Mehrfamilienhausbereich zu zeigen.
Der komplette Artikel kann unter folgendem Link heruntergeladen werden: Heat pumps in multi-family buildings, drivers and barriers - HPT - Heat Pumping Technologies
Schwerpunktartikel: Wärmepumpennachrüstungsprojekte für Mehrfamilienhäuser - Ein Hindernislauf Nicole Calame, Électricité de France (EDF) Schweiz
Die nachhaltige Wärmeversorgung der Haushalte spielt in der Schweizer Energiestrategie eine zentrale Rolle. Rund 30% der nationalen CO2-Emissionen entfallen auf Heizung und Warmwasserbereitung. Die in der Schweiz verkauften Wärmepumpen werden zunehmend für Nachrüstungsprojekte eingesetzt, aber immer noch nur in geringem Maße für große Gebäude.
Der Autor argumentiert, dass der Einsatz von Wärmepumpen in bestehenden Mehrfamilienhäusern ein wichtiges, bisher ungenutztes Potenzial zur Dekarbonisierung des Gebäudesektors im Hinblick auf den Wärmebedarf städtischer Gebiete in großem Umfang darstellt. Die Herausforderungen sind jedoch rechtlicher, technischer, verwaltungstechnischer und finanzieller Natur, wobei das Bewusstsein für das Potenzial der Wärmepumpen gering ist. Der bereichsübergreifende Charakter von Wärmepumpen erfordert auch eine breite Erfahrung, die über das technische Fachwissen hinausgeht und auch juristische und finanzielle Kenntnisse voraussetzt.
Erfolgreiche Umsetzungsbeispiele sollten für neue Projekte ermutigend wirken. Es gibt auch positive Anzeichen dafür, dass Gebäudeeigentümer die Umweltvorteile von Wärmepumpen zunehmend zu schätzen wissen und daher in sie investieren, um den Wert ihrer Immobilie zu sichern oder zu steigern. Auch die rechtlichen Rahmenbedingungen ändern sich, um dem Bedarf an Instrumenten und Schulungen auf allen Ebenen Rechnung zu tragen.
Schwerpunktartikel: Kategorisierung von Wärmepumpensystemen in Mehrfamilienhäusern
Marek Miara, Fraunhofer ISE, Deutschland
Neue Wohngebäude werden oft mit einer Gebäudehülle und einem Heizsystem gebaut, die auf einen niedrigen Energieverbrauch ausgelegt sind und die Möglichkeit bieten, Technologien für erneuerbare Energien wie Wärmepumpen einzusetzen. Bei Mehrfamilienhäusern ist die Herausforderung, Wärmepumpentechnologien und erneuerbare Energien zu nutzen, komplexer.
Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern sind immer noch eher die Ausnahme als eine Standardlösung. Sowohl rechtliche als auch technische Herausforderungen stehen einer breiteren Einführung der Technologie im Wege. Doch Beispiele aus vielen Ländern belegen die Anwendbarkeit von Wärmepumpensystemen in Mehrfamilienhäusern.
Im Rahmen des Annex 50 "Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern zur Raumheizung und Warmwasserbereitung" wurde ein Konzept entwickelt, um die möglichen Lösungen vereinfacht zu kategorisieren. Als Ergebnis wurden fünf Lösungsfamilien identifiziert. Parallel dazu wurden bestehende Fallstudien gesammelt, standardisiert beschrieben und online in Form einer Fallstudiendatenbank visualisiert.
Schwerpunktartikel: Finnland: Ausblick auf den Wärmepumpenmarkt, Jussi Hirvonen, Finnischer Wärmepumpenverband
Dieser Artikel beschreibt die Schlüsselelemente des finnischen Wärmepumpenmarktes, die zu seinem bisherigen Erfolg beitragen. Hirvonen führt einen Großteil des Erfolgs von Wärmepumpen in Finnland auf ihre Rentabilität zurück. Wärmepumpen, so wird in dem Artikel argumentiert, sind rentable Investitionen, deren Rendite oft 10-15 % pro Jahr erreicht. Die Verbrauchernachfrage, die von dem Wunsch der Menschen nach mehr Komfort angetrieben wird, und das erklärte Ziel des Landes, bis 2035 nahezu energiefreie Gebäude zu errichten, haben dazu beigetragen, dass Wärmepumpen in Finnland weiterhin eine wichtige Rolle spielen werden.
Der Autor weist darauf hin, dass Mehrfamilienhäuser ein ungenutztes Potenzial für Wärmepumpen bieten, dass, wenn es ausgeschöpft wird, zu einer erheblichen Verringerung der CO2-Emissionen und zur Schaffung von Arbeitsplätzen im Wert von etwa 3 Milliarden Euro führen könnte. Hirvonen ist der Ansicht, dass dies innerhalb von fünf Jahren realisiert werden könnte, wenn der politische Wille vorhanden ist und eine Reihe von Maßnahmen mit "Zuckerbrot und Peitsche" ergriffen werden, einschließlich Finanzierungsinstrumenten, von denen ein Großteil in Form von Mehrwertsteuer und anderen Steuern, über Beschäftigung, wirtschaftlichen Anreizen und Exporten an den Staat zurückfließen würde.
Weiters informiert der Newsletter über interessante Konferenzen 2021.
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