Wärmepumpen

Wärmepumpen stehen mittlerweile im Fokus eine der nachhaltigsten Wärme-Erzeuger und (schon immer) Kälte-Erzeuger zu sein, weil sie den Energieträger Strom - wenn er nachhaltig produziert wurde - für die benötigte Nutzenergie einsetzen und damit die CO2-Emission in Energiekonzepten reduzieren können.

Dimensionierung

Ein Hauptvorteil der Methode Building Design Days + Energy (BDD+E) ist, dass für Erzeuger-Komponenten reale gemessene Wirkungsgrade und Teillast-Kennlinien verwendet werden können, die dann auf stündlicher Basis zu den Jahresarbeitszahlen und anderen abgeleiteten Größen führen. Insbesondere Wärmepumpen sind sehr sensibel in Bezug auf Überdimensionierung und Teillast-Verhalten.

Üblicherweise werden von Herstellern von Wärmepumpen folgende Produktdaten gegeben, Nennleistung und SCOP.

• Die Angabe der Nennleistung einer Wärmepumpe entspricht genau einem real gemessenen Wirkungsgrad (COP: coefficient of performance) zu diesem konkreten Arbeitspunkt, wenn zu diesem Zeitpunkt genau diese Leistung als Bedarf gefordert ist.
• Der seasonal coefficient of performance (SCOP) wird über ein unklares Szenario von einem fiktivem Heizbedarf-Lastgang im Winter ermittelt. Dieser Wert ist für eine Planung nicht hilfreich zur Auswahl und Dimensionierung einer konkreten Wärmepumpe.

Um Wärmepumpen nachhaltig dimensionieren zu können, benötigt man den realistischen Wärmebedarf für die Heizung. Die Methode Building Design Days + Energy liefert einen stündlichen Lastgang der Heizleistungen, der stündlich von einem Erzeuger zu dem jeweiligen Zeitpunkt gedeckt werden muss. Damit kann der Erzeuger mit seinen realen Wirkungsgraden zu den stündlich vorhandenen Randbedingungen berücksichtigt werden, um damit das Betriebsverhalten einschließlich Teillastverhalten zu ermitteln und als Ergebnis Volllaststunden zu erhalten.

Beispielsweise kann eine Luft-Wasser-Wärmepumpe zur Deckung des stündlichen Heizbedarfes die erforderliche stündliche Heizwärme aus der Außenlufttemperatur-Quelle holen. Über die Methode BDD+E kann die Komponente dimensioniert und bewertet werden.

BDD+E als Basis für Prüfverfahren für Wärmepumpen

Mit der Methode BDD+E kann beispielsweise für eine Wärmepumpe an einem Prüf-Gebäude mit Fensterflächenanteil, Himmelsrichtung und Bauweise im jeweiligen Klima gezeigt werden, welche Jahresarbeitszahl und welches Teillastverhalten oder Volllaststunden als Ergebnis sie erreichen wird.

Darüber hinaus kann ein Planer durch projektbezogene Eingaben die Vor-Dimensionierung für ein konkretes Bauvorhaben die beteiligten Erzeuger-Komponenten prüfen.