SI/502283

Schlussbericht

Das TriSolHP-Projekt entwickelt ein neues Heizsystem für Mehrfamilienhäuser, das ein PVT (photovoltaisch-thermisches) Kollektorfeld mit Wärmepumpen (HP) unter Verwendung natürlicher Kältemittel kombiniert. Das System ist darauf ausgelegt, effizienter und umweltfreundlicher zu sein als herkömmliche Luftwärmepumpen (LW-WP). Das im Projekt verwendete PVT wurde optimiert, um als Wärmequelle für die WP verwendet werden zu können. Die erste Phase des Projekts konzentrierte sich auf die Messung der Leistung des PVT-WP-Kollektors in einer Klimakammer. Die Ergebnisse zeigten, dass der Kollektor Umgebungswärme effizient aufnehmen kann, selbst wenn er mit Eis bedeckt ist (siehe Abschnitt 2). Dann wurden numerische Modelle einer klassischen (subkritischen, mit R290-Kältemittel) und einer transkritischen (mit R744-Kältemittel) WP entwickelt (siehe Abschnitt 3). Die Modelle wurden mit experimentellen Daten validiert und zur Bewertung der Leistung des TriSolHP-Systems verwendet. In Abschnitt 4 werden zwei hydraulische Kreisläufe für das TriSolHP-System zusammen mit den Regulierungsprinzipien und Dimensionierungsregeln beschrieben. Der erste Kreislauf verwendet eine R290-WP sowohl für die Raumheizung (RH) als auch für die Produktion von Warmwasser (WW). Der zweite Kreislauf verwendet eine R744-WP für die WW-Produktion und eine R290-WP für die RH. Die Leistungen des TriSolHP-Systems für verschiedene Gebäudetypologien (definiert in Abschnitt 5) wurden in Abschnitt 6 simuliert. Die Ergebnisse zeigten, dass das System die Anforderungen an RH und WW von Mehrfamilienhäusern mit einem SPF, einschliesslich PV-Eigenverbrauch durch die WP, effektiv erfüllen kann, mit Werten zwischen 2,74 und 4,97. Das System übertrifft auch LW-WP-Systeme in Bezug auf Energieeffizienz und Emissionseinsparungen. Die finanzielle Machbarkeit des TriSolHP-Systems wurde in Abschnitt 7 bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass das System Wärmegestehungskosten (LCOH) zwischen 19 und 25 Rp./kWh hat. Dies ist geringfügig höher als der LCOH von LW-WP-Systemen, aber der Unterschied könnte durch steigende Stromkosten in der Zukunft ausgeglichen werden. Das Diffusionspotenzial und das Dekarbonisierungspotenzial des TriSolHP-Konzepts wurden in Abschnitt 8 für den Kanton Genf geschätzt. Die Ergebnisse zeigten, dass das System in 53% der Gebäude installiert werden könnte (entsprechend 30% der Energiebezugsfläche). Eine umfangreiche Verbreitung des TriSolHP-Systems könnte zu einer Verminderung der CO2eq-Emissionen um 26 und 51% des Gebäudebestands in Genf beitragen. Insgesamt hat das TriSolHP-Projekt gezeigt, dass das System eine vielversprechende Alternative zu LW-WP für Mehrfamilienhäuser ist. Das System ist effizienter und umweltfreundlicher als LW-WP-Systeme und kann in einer Vielzahl von Gebäuden installiert werden.