Thermisches System

Speicher

PV*SOL® nutzt für die Simulation des Warmwasserspeichers ein einfaches Speichermodell (kein Schichtenspeicher). Als zentrales Element werden an dieser Stelle die ein- und ausgehenden Energiemengen und die Speicherverluste je Zeitschritt bilanziert. Die Verluste werden durch das Verhältnis aus Speicher- und Umgebungstemperatur bestimmt. Anschließend werden die Wärmeabnahme sowohl für Warmwasser als auch die Heizung (je nach Systemwahl) bilanziert. Des Weiteren wird dem Speicher Wärme zugeführt. Je nach Auswahl des Wärmeerzeugers geschieht dies mittels eines Heizstabs oder einer Wärmepumpe, die ganz oder teilweise durch PV-Energie gespeist werden. Abschließend wird dem Speicher die fehlende Energie zugeführt, die durch den Heizstab oder die Wärmepumpe nicht gedeckt werden kann. Dies erfolgt zum Beispiel durch einen Gas-Brennwert-Kessel.

Wärmepumpe

Für die Simulation der Wärmepumpe steht in PV*SOL® das Modell einer Luft-Wärmepumpe in drei Effizienzebenen zur Verfügung. Hierfür wurden die Kennlinien der in GeoT*SOL zur Verfügung stehenden Luft-Wärmepumpen in drei Kategorien eingeteilt.

Effizienzkategorie	A2/W35	A-7W35	A7W35	A10W35
Normale Effizienz	3,1	2,31	3,98	4.28
Gute Effizienz	3,8	2,80	4,48	4,83
Hohe Effizienz	4,4	3,58	5,10	5,19

Der Stützpunkt A2/W35 bezieht sich auf den Nennleistungspunkt, der von Herstellern angegeben wird. A-7W35, A7W35 und A10W35 sind Stützpunkte aus BAfA-Listen für Wärmepumpen. Zusätzlich zu diesen Stützstellen werden in PV*SOL® Stützstellen bei geringeren Temperaturdifferenzen verwendet, um eine Überbewertung des COP in diesen Bereichen zu vermeiden.

Heizung

Die Heizlast und der Heizwärmebedarf eines Gebäudes sind von den gewählten Klimadaten abhängig. Die Norm-Außentemperatur bestimmt, bei welcher Außenlufttemperatur die volle Heizlast notwendig ist. Zwischen der Heizgrenztemperatur und der Norm-Außentemperatur wird die Heizlast linear interpoliert. In Abbildung 1 ist die relative Heizlast in Abhängigkeit der Außenlufttemperatur dargestellt. Die Raumtemperatur liegt bei $20\text{°C}$, die Heizgrenztemperatur bei $12\text{°C}$. Die volle Heizlast wird bei der Normaußentemperatur notwendig, in diesem Fall $-14\text{°C}$. Für den Fall der aktiven Nachtabsenkung der Raumtemperatur sinkt die relative Heizlast entsprechend.

Die Heizung wird aktiviert, wenn das sechsstündige Mittel der Außenlufttemperatur unterhalb der Heizgrenztemperatur liegt. Anhand des Verlaufs der Außenlufttemperatur und den eingestellten Parametern wird das Heizprofil eines Jahres vorsimuliert. Dieses wird für die Simulation der PV-Anlage genutzt, wenn zur Navigationsseite Simulation gewechselt wird.

Solare Gewinne und pauschale Einträge

Solare Einträge durch Fenster werden in PV*SOL® bei der Berechnung der Heizlast berücksichtigt. Hierbei wurde die Berechnung des Simulationsprogramms T*SOL übernommen, das eine pauschale Abschätzung der Fensterflächen berücksichtigt. Die für T*SOL bestimmten Fensterflächen der jeweiligen Himmelsrichtungen liegen bei

Ausrichtung	Prozentualer Anteil Fensterfläche zu beheizter Fläche
Norden	2%
Ost	5%
Süden	10%
Westen	7%

Die jeweils durch die Fensterflächen eingetragenen solaren Einträge können die Heizlast aber nur zu einem Teil mindern. Die auf die östlichen Fensterflächen eintreffende Strahlung mindert nicht die gesamte Heizlast, sondern nur einen gewichteten Anteil. Die Wichtungen der möglichen Heizlastminderung sind folgende:

Ausrichtung	Prozentualer Anteil der maximalen Heizlastminderung
Norden	20%
Ost	25%
Süden	30%
Westen	25%

Für Einträge durch Personen und elektrische Geräte wird wie in T*SOL ein pauschaler Eintrag von 5W/m² zwischen 6:00 Uhr und 22:00 Uhr angenommen.

Das vorberechnete und für die Simulation verwendete Heizlastprofil lässt sich in den Ergebnissen als Carpetplot darstellen. In Abbildung 2 sind Einstellungen wie Heizungsinaktivität, Nachtabsenkung und die Heizlast mindernden solaren Einträge erkennbar.

Siehe auch

• Navigationsseiten > Thermisches System