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IEA Heat Pumping Technologies Magazine Vol. 36, No. 1/2018

Schwerpunktthema ist "Flexible, Nachhaltige und saubere Energie - wie Wärmepumpen zu dieser Entwicklung beitragen können".

Herausgeber: IEA Heat Pump Centre
Englisch, 28 Seiten

Inhaltsbeschreibung

In zwei Schwerpunktartikeln wird einerseits das Energieeinsparungspotential in einem städtischen Fernwärme-/Fernkältenetz und andererseits das Zusammenspiel von mehreren einzelnen Wärmepumpen in einem intelligenten Verbund (pooling) diskutiert. Zusätzlich wird ein Artikel der International Renewable Energy Agency (IRENA) vorgestellt, in dem gezeigt wird wie Wärmepumpen dazu beitragen können das weltweit angestrebte 2°C - Szenario zu erreichen.

Vorwort

In ihrem Vorwort geben Lars Reinholdt und Svend Pederson vom Danish Technological Institute einen Überblick in welcher Art und Weise Wärmepumpen weltweit, und im speziellen in Dänemark, eingesetzt werden können um den weltweiten CO2 Verbrauch zu senken. Zudem zeigen sie Barrieren und zukünftige Chancen auf.

Kolumne

Jussi Hirvonen, geschäftsführender Direktor des finnischen Wärmepeumpenverbands SULPU, berichtet in seiner Kolumne über steigende Verkaufszahlen von Wärmepumpen in Finnland. Vor allem abluftbasierende und geothermische Wärmepumpen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit.

Zudem vermarkten seit 2017 Energieversorgungsunternehmer in Finnland anstelle von Strom, direkt Wärme von Wärmepumpen bei den Kunden. Mit anderen Worten, die Wärmepumpe wird vom Energieversorger bereitgestellt und gewartet und dem Endkunden wird, ähnlich wie bei der Fernwärme, thermische Energie verrechnet.

Das zukünftige Potential von Wärmepumpen im intelligenten Verbund mit thermischen Speichern und Stromnetzen wird von ihm ebenfalls hervorgehoben.

Neuigkeiten

13te IEA Wärmepumpenkonferenz (HPC2020)

Die 13te IEA Wärmepumpenkonferenz (HPC2020) wird vom 11. bis 14. Mai 2020 in Jeju, Korea, abgehalten und Themenbereiche wie Systeme und Komponenten, Anwendungen, R&D, Märkte und internationale Aktivitäten umfassen.

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Nordic Clean Energy Week

Die Nordic Clean Energy Week fand vom 21. bis 25. Mai 2018 in Kopenhagen und Malmö statt. Viele Aktivitäten und ein Treffen zwischen Ministern, verantwortlich für Energiefragen, aus der ganzen Welt fanden in jener Woche stattfinden.

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Fortschritt im Bereich magnetischer Kühlung

Wissenschaftler aus den USA (CaloriCool® und Ames Laboratory) berichten über einen wichtigen Fortschritt im Bereich magnetischer Kühlung. Ein erster funktionierender Prototyp basierend auf Gadolinium wurde vorgestellt.

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Significant New Alternative Policy, SNAP rules

Das California Air Resource Board (CARB) adaptierte die von der EPA (Environmental Protection Agency) vorgeschlagenen Regeln (Significant New Alternative Policy, SNAP rules) zur Reduzierung von HFCs und verpflichtete sich diese in den kommenden Jahren im US Bundesstaat Kalifornien umzusetzen. Damit geht Kalifornien einen eigenständigen Weg, da zuvor das US-Bundesgericht beschlossen hatte die "SNAP rules" nicht in den bundesweit geltenden Clear Air Act zu übernehmen.

Weitere Informationen

F-Gas Verordnung

Nicht vorhergesehene Konsequenzen der F-Gas Verordnung werden in einem speziellen Meldungsblock diskutiert. Unter anderem wird die F-Gas Verordnung mit niedrigeren Verkaufszahlen von Wärmepumpen in Bezug gesetzt, weshalb insgesamt höhere Emissionen zu erwarten sind. Zudem werden Punkte wie höhere Entflammbarkeit, Kältemittelknappheit, Preisanstieg der Kältemittel, Neuentwicklungen, Skalierbarkeit von Lösungen und illegaler Kältemittelhandel diskutiert.

Laufende Annex Projekte

  • Annex 43: Fuel-driven sorption heat pumps
    Teilnehmer: AT, DE, FR, IT, KR, SE, UK, US
  • Annex 45: Hybrid heat pumps
    Teilnehmer: CA, DE, FR, NL, UK
  • Annex 46: Domestic hot water heat pumps
    Teilnehmer: CA, CH, FR, JP, NL, KR, UK, US
  • Annex 47: Heat pumps in district heating and cooling systems
    Teilnehmer: AT, CH, DK, SE
  • Annex 48: Industrial heat pumps, second phase
    Teilnehmer: AT, CH, FR, JP, UK, [DE]
  • Annex 49: Design and integration of heat pumps for nZEB
    Teilnehmer: AT, BE, CH, DE, NO, SE, UK, US
  • Annex 50: Heat pumps in multi-family buildings for space heating and DHW
    Teilnehmer: AT, DE, FR, NL
  • Annex 51: Acoustic signature of heat pumps
    Teilnehmer: AT, FR, IT, SE
  • Annex 52: Long term measurements of GSHP Systems performance in commercial, institutional and multi-family buildings
    Teilnehmger: NL,SE,US

Annex Projekte stellen sich vor

Im Annex 47, Heat pumps in district heating and cooling systems, wird die Integration von Wärmepumpen in bestehende Fernwärmenetze und Fernwärmenetze der vierten Generation (Niedertemperaturnetze) untersucht. Vor allem in Netzen der vierten Generation sind Wärmepumpen notwendig um die thermische Energie bei hohen Temperaturen (Warmwassser oder hohe Vorlauftemperaturen für Heizungen) zur Verfügung zu stellen.

In Annex 49, Design and Integration of 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.

Im Annex 51 Acoustic 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.

Der 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.

Schwerpunktartikel

Pooling of smart heat pumps provides flexibility to the electricity market and grids

Johanna Spreitzhofer, Tara Esterl, Roman Schwalbe und Matthias Stifter vom Austrian Institute of Technology, diskutieren in ihrem Artikel, wie intelligente Wärmepumpen zur Flexibilität von zukünftigen Energienetzen beitragen können.

Für verschiedene Gebäudetypen (Passivhaus bis Altbau), die in einem Pool am Regelenergiemarkt zur Netzstabilisierung teilnehmen können, werden verschiede Szenarien bezüglich Kostenersparnis und Auswirkungen auf das bestehende Stromnetz berechnet. Es zeigt sich, dass es durchaus möglich ist mit dem Wärmepumpenverbund Einnahmen am Elektrizitätsmarkt zu generieren, insofern die Kosten für die eingesetzte Informations- und Kommunikationstechnologie gering sind.

Der Einfluss auf die bestehenden Stromnetze ist in den untersuchten Szenarien relativ gering, wobei zu beachten ist, dass die steigende Elektromobilität die zukünftigen Stromnetze zusätzlich belasten wird.

District heating and cooling energy network using CO2 as a heat and mass transfer fluid

Samuel Henchoz, Daniel Favrat, Luc Girardin und François Marécha vom Ecole Polytechnique Federale de Lousanne in der Schweiz untersuchen in ihrem Artikel ein kombiniertes Fernwärme-/Fernkältenetz der fünften Generation.

Diese Netze arbeiten mit CO2 bei 10 °C - 16 °C als Transportmedium, wobei eine Transportleitung für gasförmiges und eine Leitung für flüssiges CO2 ausgelegt ist. Der Betriebsdruck liegt bei ca. 50 bar.

Aufgrund der Ausnutzung von Phasenübergängen (latenten Wärme) zwischen Vor- und Rücklauf in diesem Konzept, können die unterirdischen Rohre deutlich kleiner ausgelegt werden.

Das Konzept wurde im Labor erfolgreich demonstriert. Es wurde gezeigt, dass mit dem vorgeschlagenen System deutliche Energie- und Kosteneinsparungen im Vergleich zu bestehenden Systemen zu erwarten sind.

Artikel

A sustainable energy future: the role of heat pumps in a fossil-free system

Michael Taylor von der International Energy Agency (IRENA) verwendete das IRENA tool "REmap" um zu untersuchen, wie sich der Wärmepumpenmarkt bis 2050 entwickeln könnte, unter der Voraussetzung, dass das 2°C-szenario aus den Beschlüssen von Paris eingehalten wird.

Es zeigt sich, dass deutlich mehr Wärmepumpen in den nächsten Jahren zum Einsatz kommen müssen um die 2°C Ziele zu erreichen. Eine Steigerung von europaweit eingesetzten Wärmepumpen in der Industrie von 200.000 Stück (2015) auf etwa 80 Mio. (2050) bzw. von installierten Wärmepumpen zur Heizung von Gebäuden von 4 Mio. (2015) auf etwa 232 Mio. (2050) wird notwendig sein, um die Klimaziele zu erreichen.

Interessante Konferenzen 2018 und 2019

  • 1st IIR International Conference on the Application of HFO Refrigerants  (2. - 5. September 2018, Birmingham, UK)
  • 7th International Building Physics Conference Syracuse (23. - 26. September 2018, New York)
  • Chillventa 2018 (16. - 18. Oktober 2018, Nuremberg, Germany)
  • ASHRAE Winter Conference (12. - 16. Jänner 2019, Atlanta, Georgia)
  • 25th IIR International Congress of Refrigeration (24. - 30. August 2019, Montreal, Canada)

IEA Heat Pumping Technologies MAGAZINE Vol. 36, No. 1/2018

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