Reverse Engineering der Speicherfähigkeit des Schweizer Gebäudeparks
- Titel
- Reverse Engineering der Speicherfähigkeit des Schweizer Gebäudeparks
- Autor/in
- Datierung
- 07.01.2019
- Beschreibung
- Ein Verfahren wird entwickelt, auf Grundlagen von Wetterdaten und Leistungszeitreihen von Wär-mepumpen, um mittels Simulationsmodellen auf die thermischen Gebäudeeigenschaften zurückzu-schliessen. Dazu wird aus dem elektrischen Verbrauch und temperaturabhängigen COP-Werten die erzeugte Wärmeleistung abgeschätzt. Durch Aufsummieren der Wärmeleistung über ein Jahr wird eine Heizleistungszeitreihe erzeugt. Anschliessend wird ein Simulationsmodell, aus einem Europäi-schen Forschungsprojekt, mit einem Optimierer solange angepasst bis die simulierte Heizleistungs-kurve mit der Geschätzten übereinstimmt. Die Simulation ist von 3 thermischen Gebäudeeigenschaf-ten abhängig. Es werden 17 Liegenschaften in der Schweiz mit Verbrauchszeitreihen vom Jahr 2017 des Industriepartner tiko Energy Solutions untersucht. Die Liegenschaften sind mit Wärmepumpen ohne integrierte Brauchwarmwasseraufbereitung ausgestattet. Die erzielten Resultate sind vielver-sprechend, im Mittel beträgt die Abweichung des simulierten Gesamtwärmebedarfs weniger als 4.6 % zum geschätzten Wert und die Fläche zwischen den Heizleistungskurven ist kleiner als 0.4 ‰ des Integrals unter der Kurve.
In this thesis, a method is developed and validated to estimate the thermal building characteristics based on weather data, power time series of the heat pump consumption with the help of simulation models. In a first step, the heat demand is estimated based on the time series of the heat pump power consumption and estimated values for the coefficient of performance (COP). In a second step, the parameters of a simulation model, developed within a H2020 project, are refined until a good agree-ment between simulated and estimated cumulative heat demand curve is reached. The model de-pends on 3 parameters, which describe the thermal building characteristics. The industrial partner tiko Energy Solutions provided us with the power consumption time series of 17 real buildings of the year 2017. In all these buildings, the heat pump was only employed for space heating. The results are very promising: on average, the simulated annual heat demand deviated less than 4.6 % from the estimated value and the area between the cumulated heat demand deviates less than 0.4 ‰ from the integral under the total curve.
- Ein Verfahren wird entwickelt, auf Grundlagen von Wetterdaten und Leistungszeitreihen von Wär-mepumpen, um mittels Simulationsmodellen auf die thermischen Gebäudeeigenschaften zurückzu-schliessen. Dazu wird aus dem elektrischen Verbrauch und temperaturabhängigen COP-Werten die erzeugte Wärmeleistung abgeschätzt. Durch Aufsummieren der Wärmeleistung über ein Jahr wird eine Heizleistungszeitreihe erzeugt. Anschliessend wird ein Simulationsmodell, aus einem Europäi-schen Forschungsprojekt, mit einem Optimierer solange angepasst bis die simulierte Heizleistungs-kurve mit der Geschätzten übereinstimmt. Die Simulation ist von 3 thermischen Gebäudeeigenschaf-ten abhängig. Es werden 17 Liegenschaften in der Schweiz mit Verbrauchszeitreihen vom Jahr 2017 des Industriepartner tiko Energy Solutions untersucht. Die Liegenschaften sind mit Wärmepumpen ohne integrierte Brauchwarmwasseraufbereitung ausgestattet. Die erzielten Resultate sind vielver-sprechend, im Mittel beträgt die Abweichung des simulierten Gesamtwärmebedarfs weniger als 4.6 % zum geschätzten Wert und die Fläche zwischen den Heizleistungskurven ist kleiner als 0.4 ‰ des Integrals unter der Kurve.
- Urheberrechtshinweis
- Thi Yao-Pin, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
HSLU
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
Werk
- Titel
- Reverse Engineering der Speicherfähigkeit des Schweizer Gebäudeparks
- Beschreibung
- Ein Verfahren wird entwickelt, auf Grundlagen von Wetterdaten und Leistungszeitreihen von Wär-mepumpen, um mittels Simulationsmodellen auf die thermischen Gebäudeeigenschaften zurückzu-schliessen. Dazu wird aus dem elektrischen Verbrauch und temperaturabhängigen COP-Werten die erzeugte Wärmeleistung abgeschätzt. Durch Aufsummieren der Wärmeleistung über ein Jahr wird eine Heizleistungszeitreihe erzeugt. Anschliessend wird ein Simulationsmodell, aus einem Europäi-schen Forschungsprojekt, mit einem Optimierer solange angepasst bis die simulierte Heizleistungs-kurve mit der Geschätzten übereinstimmt. Die Simulation ist von 3 thermischen Gebäudeeigenschaf-ten abhängig. Es werden 17 Liegenschaften in der Schweiz mit Verbrauchszeitreihen vom Jahr 2017 des Industriepartner tiko Energy Solutions untersucht. Die Liegenschaften sind mit Wärmepumpen ohne integrierte Brauchwarmwasseraufbereitung ausgestattet. Die erzielten Resultate sind vielver-sprechend, im Mittel beträgt die Abweichung des simulierten Gesamtwärmebedarfs weniger als 4.6 % zum geschätzten Wert und die Fläche zwischen den Heizleistungskurven ist kleiner als 0.4 ‰ des Integrals unter der Kurve.
In this thesis, a method is developed and validated to estimate the thermal building characteristics based on weather data, power time series of the heat pump consumption with the help of simulation models. In a first step, the heat demand is estimated based on the time series of the heat pump power consumption and estimated values for the coefficient of performance (COP). In a second step, the parameters of a simulation model, developed within a H2020 project, are refined until a good agree-ment between simulated and estimated cumulative heat demand curve is reached. The model de-pends on 3 parameters, which describe the thermal building characteristics. The industrial partner tiko Energy Solutions provided us with the power consumption time series of 17 real buildings of the year 2017. In all these buildings, the heat pump was only employed for space heating. The results are very promising: on average, the simulated annual heat demand deviated less than 4.6 % from the estimated value and the area between the cumulated heat demand deviates less than 0.4 ‰ from the integral under the total curve.
- Ein Verfahren wird entwickelt, auf Grundlagen von Wetterdaten und Leistungszeitreihen von Wär-mepumpen, um mittels Simulationsmodellen auf die thermischen Gebäudeeigenschaften zurückzu-schliessen. Dazu wird aus dem elektrischen Verbrauch und temperaturabhängigen COP-Werten die erzeugte Wärmeleistung abgeschätzt. Durch Aufsummieren der Wärmeleistung über ein Jahr wird eine Heizleistungszeitreihe erzeugt. Anschliessend wird ein Simulationsmodell, aus einem Europäi-schen Forschungsprojekt, mit einem Optimierer solange angepasst bis die simulierte Heizleistungs-kurve mit der Geschätzten übereinstimmt. Die Simulation ist von 3 thermischen Gebäudeeigenschaf-ten abhängig. Es werden 17 Liegenschaften in der Schweiz mit Verbrauchszeitreihen vom Jahr 2017 des Industriepartner tiko Energy Solutions untersucht. Die Liegenschaften sind mit Wärmepumpen ohne integrierte Brauchwarmwasseraufbereitung ausgestattet. Die erzielten Resultate sind vielver-sprechend, im Mittel beträgt die Abweichung des simulierten Gesamtwärmebedarfs weniger als 4.6 % zum geschätzten Wert und die Fläche zwischen den Heizleistungskurven ist kleiner als 0.4 ‰ des Integrals unter der Kurve.
- Autor/in
- Externe Praxispartner
- Heat4Cool
- Datierung
- 07.01.2019
- Format
- 52 Seiten
- Ort
- Sprache
Rechte
- Urheberrecht
- Thi Yao-Pin, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Hinweis zu Rechtsgrundlagen
- Lizenzierung
- Klassifikation