«L-Sol» : effizientes Heizsystem mit PVT und Wärmepumpe

Das L-Sol Heizsystem mit PVT und Wärmepumpe versorgt EFH effizienter mit Wärme als ein System mit Luft-Wasser-Wärmepumpe. Erweiterte Regelstrategien erlauben eine weitere Reduktion des Strombezugs aus dem Netz um rund 23 %

L-Sol – heating system with PVT-collectors as single heat source for a brine-water heat pump

The building sector has a huge potential for reducing greenhouse gas emission without the need of a higher sufficiency. The key is to build and retrofit buildings with good envelopes as well as choosing efficient heating systems. A heating system with a brine-water heat pump and PVT collectors as single heat source is suggested here as an alternative to an air-water heat pump system for single family houses. In the system simulations performed, the PVT-heat pump System ("L-Sol") is more efficient than an air-water heat pump system and still affordable. As the System L-Sol produces heat and electricity on the same area it saves space, disadvantages like noise emission of air-water heat pumps or costly drilling of bore holes are omitted. The system has been optimized in terms of efficiency by testing different dimensioning of the components and regarding the grid purchase by optimizing the system control

L-SOL : Heizungssystem mit PVT als Quelle für eine Wärmepumpe

Schlussbericht BFE Projekt L-SolWith the use of PVT collectors, (photovoltaic) electricity as well as (solar) heat can be produced within the same area. This allows for a better utilization of a given roof area. In the L-Sol project, a novel system that uses PVT collectors to produce heat for single-family houses was investigated The PVT collectors deliver both electricity and heat for the operation of a heat pump. A main characteristic of the system is a thermal storage tank (“cold water storage”) between the PVT collectors and the heat pump. This storage tank acts as the source for the heat pump. It was shown that the L-Sol concept makes sense in ecologic as well as in economic terms. For new buildings and old, energetically renovated ones, electricity consumption is 5 to 30 % lower than with the use of an air-water heat pump. During winter, grid purchase is 3 to 11 % below that of an air-water heat pump system combined with PV modules. However, it is difficult to achieve the low costs of an air-water heat pump system. In the L-Sol system, the investment costs for the PVT system (collectors and installation) are the main cost component. Through savings on the collector costs – mainly by using collectors that consist of “normal” PV modules with a retrofitted heat exchanger on the rear side – total life-cycle costs over 20 years can be reduced to a level similar to that of an air-water heat pump system while maintaining the ecological advantages. On top of the improved system efficiency, the L-Sol system’s main advantage over an air-water heat pump system is the lack of noise emissions on the outside of the building. Compared to systems that are using a combination of PVT collectors and either a geothermal storage (2-Sol) or an ice storage, the L-Sol system offers reduced life-cycle costs. Furthermore, it requires no extensive ground works or special building permits. It is therefore also well suited for replacing fossil heating systems in existing buildings. In an in-depth simulation study, main influence factors on the system efficiency were identified and possibilities to reduce the amount of electricity purchased from the grid were shown. The controls of the heat pump were adapted such that the heat pump is purposefully switched on to heat up und overheat the thermal storage for space heating and domestic warm water when there is surplus electricity from the PVT system. Another possibility to reduce grid purchase is to do the heating-up of the space heating buffer mainly during daytime and disable it at night as long as the comfort requirements are not neglected. A combination of these two control approaches can lead to an electricity self-consumption ratio of 45 %, compared to around 20 % when using standard controls. On top of these adaptations of the control system, adding a battery storage can further increase the level of self-sufficiency. With a battery storage of 10 kWh capacity, the self-consumption ratio can be increased to 55 %. In certain summer months, 100 % self-sufficiency is possible. The high energy demand and the low energy production during phases of bad weather can be buffered by a well-dimensioned thermal storage between the PVT collectors and the heat pump. By adding an additional hydraulic circuit, this storage can be used to cool down the building during summer. The heat that is extracted from the building is either used for domestic hot water generation or it is given off to the environment via the PVT collectors at night. For easy system dimensioning, so-called dimensioning matrices were created. An interested party can use them to estimate a useful system dimensioning for their house and quickly decide whether the L-Sol system could be an option that is worth a more detailed consideration. Depending on the heating energy demand and the flow temperature of the heating circuit, a typical system for a single-family house consists of 15 to 30 uncovered PVT collector modules and a cold water storage with a volume of 1’000 to 2’000 l. Furthermore, it includes a heat pump as well as a warm storage, e.g. a 600-l combined storage.Mit PVT-Kollektoren wird auf derselben Fläche sowohl (PV-)Strom als auch (solare) Wärme gewonnen. Dies erlaubt eine bessere Ausnutzung der Dachflächen. Im Projekt L-Sol wurde ein neuartiges System untersucht, welches die Wärme für Einfamilienhäuser aus PVT-Kollektoren erzeugt. Die PVT-Kollektoren liefern dabei sowohl Strom als auch Wärme für die Wärmepumpe. Charakteristisch für das System ist ein Pufferspeicher («Kaltwasser-Speicher») zwischen den PVT-Kollektoren und der Wärmepumpe, welcher als Quelle für die Wärmepumpe dient. Es zeigte sich, dass das Konzept L-Sol sowohl ökologisch als auch ökonomisch sinnvoll ist. Der Strombedarf ist bei Neubauten und energetisch sanierten Einfamilienhäusern jeweils 5 bis 30 % geringer als beim Einsatz einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. In den Wintermonaten liegt der Netzbezug 3 bis 11 % unter dem eines Luft-Wasser-Wärmepumpensystem kombiniert mit einer PV-Anlage. Es ist jedoch schwierig, die tiefen Kosten eines Luft-Wasser-Wärmepumpensystems zu erreichen. Im L-Sol-System stellen die Investitionskosten für die PVT-Anlage (Kollektoren inklusive Installation) den grössten Posten dar. Durch Einsparungen bei den Kollektorkosten – insbesondere durch den Einsatz von mit Wärmetauschern nachgerüsteten «normalen» PV-Modulen - lassen sich die Gesamtkosten über 20 Jahre unter Beibehaltung der ökologischen Vorteile auf das Niveau eines Luft-Wasser-Wärmepumpensystems senken. Neben der höheren Systemeffizienz besteht der Hauptvorteil des L-Sol-Systems gegenüber einem System mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe in den wegfallenden Lärmemissionen im Aussenbereich. Verglichen mit Systemen, die PVT-Kollektoren in Kombination mit einer Erdwärmesonde (2-Sol) oder einem Eisspeicher verwenden, weist das L-Sol-System geringere Lebenszykluskosten auf. Ausserdem erfordert es keine umfassenden Bodenarbeiten oder besondere Bewilligungen. Es eignet sich deshalb auch gut für den Ersatz von fossilen Heizungssystemen in bestehenden Gebäuden. In einer vertieften Simulationsstudie wurden wesentliche Einflussfaktoren auf die Systemeffizienz identifiziert und Möglichkeiten aufgezeigt, wie der Strombezug aus dem Netz verringert werden kann. Die Steuerung der Wärmepumpe wurde so angepasst, dass sie bei einem Stromüberschuss aus der PVT-Anlage gezielt eingeschaltet wird, um die Speicher für Warmwasser und Heizung aufzuheizen oder zu überhitzen. Eine weitere Möglichkeit zur Reduktion des Netzbezugs besteht darin, die Beladung des Heizpufferspeichers überwiegend am Tag durchzuführen und in der Nacht zu sperren, sofern keine Komfortanforderungen verletzt werden. Durch Kombination dieser beiden Steuerstrategien kann der Eigenverbrauchsanteil des Stromes auf rund 45 % gesteigert werden, verglichen mit rund 20 % bei Verwendung einer Standardsteuerung. Zusätzlich zu diesen Steuerungsanpassungen lässt sich durch die Einbindung eines Batteriespeichers der Autarkiegrad weiter steigern. Mit einem Batteriespeicher von 10 kWh Kapazität kann ein Autarkiegrad von 55 % erreicht werden. In einzelnen Sommermonaten ist damit eine 100-prozentige Autarkie möglich. Der hohe Energiebedarf und der geringe Energieertrag während kurzen Schlechtwetterphasen können durch eine entsprechende Grösse des Speichers zwischen PVT-Kollektoren und Wärmepumpe gepuffert werden. Durch das Hinzufügen eines zusätzlichen hydraulischen Kreislaufs kann derselbe Speicher im Sommer verwendet werden um das Gebäude zu kühlen. Die dem Gebäude entnommene Wärme wird dabei zum einen für die Brauchwarmwasser-Erwärmung verwendet und zum anderen nachts über die PVT-Kollektoren an die Umgebung abgegeben. Zur einfachen System-Dimensionierung wurde eine Dimensionierungsmatrix erstellt. Anhand dieser Matrix können Interessenten für ihre Häuser sinnvolle Systemdimensionierungen abschätzen und somit beurteilen, ob das System L-Sol im betrachteten Fall für eine genauere Betrachtung in Frage kommt. Je nach Heizwärmebedarf und Heizkreis-Vorlauftemperatur besteht ein typisches System für ein Einfamilienhaus aus 15 bis 30 unabgedeckten PVT-Kollektor-Modulen und einem Kaltwasser-Speicher von 1'000 bis 2'000 l Volumen. Weiter beinhaltet es eine Wärmepumpe und einen warmen Speicher, z.B. einen 600-l-Kombispeicher

Immunohistochemical study of morphology and distribution of CD163+ve macrophages in the normal adult equine gastrointestinal tract

Intestinal macrophages are the largest group of mononuclear phagocytes in the body and play a role in intestinal innate immunity, neuroimmune interactions and maintaining intestinal homeostasis. Conversely, they also are implicated in numerous pathologies of the gastrointestinal tract, such as postoperative ileus and inflammatory bowel disease. As a result, macrophages could be potential therapeutic targets. To date, there are limited studies on the morphology and distribution of macrophages in the equine gastrointestinal tract (GIT). The aim of this study was to identify the location and abundance of resident macrophages in the equine GIT using CD163 as an immunohistochemical marker. Tissue samples were obtained post-mortem from 14 sites along the gastrointestinal tracts of 10 horses free from gastrointestinal disease; sample sites extended from the stomach to the small colon. CD163 cells were present in all regions of the equine GIT from stomach to small colon. CD163 cells were also identified in all tissue layers of the intestinal wall, namely, mucosa, submucosa, muscularis externa (ME), myenteric plexus and serosa. Consistent with a proposed function in regulation of intestinal motility, CD163 cells were regularly distributed within the ME, with accumulations closely associated with the myenteric plexus and effector cells such as neurons and the interstitial cells of Cajal (ICC)

Circulating testosterone and prostate-specific antigen in nipple aspirate fluid and tissue are associated with breast cancer.

Preliminary evidence has associated testosterone and prostate-specific antigen (PSA) with breast cancer. Our objective was to determine whether a) testosterone levels in nipple aspirate fluid (NAF), serum, or breast tissue are associated with breast cancer; b) testosterone levels in serum are associated with levels in NAF; c) PSA in NAF, serum, or breast tissue is associated with breast cancer; and d) serum PSA is associated with NAF PSA levels. We obtained 342 NAF specimens from 171 women by means of a modified breast pump. Additionally, we collected 201 blood samples from 99 women and 51 tissue samples from 41 subjects who underwent surgical resection for suspected disease. Women currently using birth control pills or hormone replacement therapy were excluded from the study. Controlling for age and menopausal status, serum testosterone was significantly increased in women with breast cancer (p = 0.002). NAF and serum testosterone levels were not associated. Neither NAF nor tissue testosterone was associated with breast cancer. Controlling for menopausal status and age, NAF PSA was significantly decreased in women with breast cancer (p \u3c 0.001). We did not find serum PSA to be associated with breast cancer, although we found an indication that, in postmenopausal women, its levels were lower in women with cancer. Serum PSA was associated with NAF PSA in postmenopausal women (p \u3c 0.001). PSA levels in cancerous tissue were significantly lower than in benign breast specimens from subjects without cancer (p = 0.011), whereas levels of PSA in histologically benign specimens from subjects with cancer were intermediate. Our results suggest that serum testosterone is increased and NAF PSA is decreased in women with breast cancer, with PSA expression being higher in normal than in cancerous breast tissues. NAF and serum PSA levels in postmenopausal women are correlated, suggesting that as laboratory assessment of PSA becomes more sensitive, serum PSA may become useful in identifying women with breast cancer

Safety climate and its association with office type and team involvement in primary care

Objective To assess differences in safety climate perceptions between occupational groups and types of office organization in primary care. Methods Primary care physicians and nurses working in outpatient offices were surveyed about safety climate. Explorative factor analysis was performed to determine the factorial structure. Differences in mean climate scores between staff groups and types of office were tested. Logistic regression analysis was conducted to determine predictors for a ‘favorable' safety climate. Results 630 individuals returned the survey (response rate, 50%). Differences between occupational groups were observed in the means of the ‘team-based error prevention'-scale (physician 4.0 vs. nurse 3.8, P < 0.001). Medical centers scored higher compared with single-handed offices and joint practices on the ‘team-based error prevention'-scale (4.3 vs. 3.8 vs. 3.9, P < 0.001) but less favorable on the ‘rules and risks'-scale (3.5 vs. 3.9 vs. 3.7, P < 0.001). Characteristics on the individual and office level predicted favorable ‘team-based error prevention'-scores. Physicians (OR = 0.4, P = 0.01) and less experienced staff (OR 0.52, P = 0.04) were less likely to provide favorable scores. Individuals working at medical centers were more likely to provide positive scores compared with single-handed offices (OR 3.33, P = 0.001). The largest positive effect was associated with at least monthly team meetings (OR 6.2, P < 0.001) and participation in quality circles (OR 4.49, P < 0.001). Conclusions Results indicate that frequent quality circle participation and team meetings involving all team members are effective ways to strengthen safety climate in terms of team-based strategies and activities in error preventio

Das Schweizer Solarstrompotenzial auf Dächern

Zusatzinformationen zu den untersuchten Dachbelegungen sind auf der Webseite der Forschungsgruppe Erneuerbare Energien verfügbar. https://www.zhaw.ch/de/lsfm/institute-zentren/iunr/ecological-engineering/erneuerbare-energien/solarenergie/photovoltaik-solarstrompotenzial-auf-daechern-schweizDas Bundesamt für Energie (BFE) schätzt das Produktionspotenzial von Photovoltaikanlagen auf Dächern schweizweit auf 50 TWh pro Jahr (BFE, 2018). Dabei stützt es sich auf die Berechnungen einer Studie von Portmann et al. (2019), welche auf Daten von Sonnendach.ch basiert. Mehrere andere Studien errechneten jedoch ein deutlich tieferes Potenzial zwischen 16.3 und 24.6 TWh pro Jahr (Assouline et al., 2018; Walch et al., 2020). Der Hauptgrund für die Abweichung wird in der unterschiedlichen Schätzung der zur PV-Produktion nutzbaren Dachfläche vermutet (Walch et al., 2019). In dieser Analyse werden deshalb anhand der manuellen Modulbelegung der Dächer von 99 zufällig ausgewählten Gebäuden mit insgesamt 690 Teildachflächen aus zwei Quartieren im Kanton Zürich sogenannte Reduktionsfaktoren bestimmt. Ein Reduktionsfaktor entspricht dem Anteil der installierbaren PV-Modulfläche an der gesamten Dachfläche. Wir berücksichtigen dabei sowohl technische als auch gewisse ökonomische und soziale bzw. ästhetische Randbedingungen. So werden Dachflächen, welche kleiner als 10 m² sind oder eine mittlere jährliche Sonneneinstrahlung von unter 1000 kWh/m² haben, als ökonomisch ungeeignet erachtet. Dies entspricht dem Vorgehen von Sonnendach.ch zur Bestimmung der kommunalen PV-Potentiale auf Dächern. Zudem wurden in unserer Analyse Teilflächen mit weniger als drei aneinander angrenzenden PV-Modulen aus ästhetischen Gründen ausgeschlossen. Es zeigte sich, dass der Reduktionsfaktor nur von der Dachart (Flach- oder Schrägdach) und nicht von der Gebäudeart (Unterteilung in Mehrfamilienhäuser oder andere Gebäude) abhängt. Bezieht man den Reduktionsfaktor auf das oben erwähnte ökonomische Potential (gut, sehr gut und ausgezeichnet geeignete Dachflächen gemäss Sonnendach.ch mit einer Fläche von mindestens 10m²), so beträgt der Reduktionsfaktor, das heisst das Verhältnis der für PV-Module ausnutzbaren Fläche und der ökonomisch geeigneten Dachfläche 39 % bei Flachdächern und 56 % bei Schrägdächern. Gewichtet man diese beiden Prozentwerte mit den jeweiligen Anteilen der ökonomisch geeigneten Flach- bzw. Schrägdach-Flächen gemäss Sonnendach.ch in der gesamten Schweiz, so ergibt sich ein gemittelter Reduktionsfaktor von 50 %. Zur Abschätzung eines akkuraten Reduktionsfaktors erwies sich eine Stichprobengrösse von 120 verschiedenen Dachflächen als ausreichend. Basierend auf den Rohdaten von Sonnendach.ch und den von uns ermittelten Reduktionsfaktoren wurde eine für PV-Anlagen in der Schweiz verfügbare Dachfläche von 231 km² ermittelt. Mit einem durchschnittlichen Modulwirkungsgrad von 17 % entspricht dies einem Potenzial von 38.8 TWh pro Jahr. Dabei stellt der durchschnittliche Modulwirkungsgrad aller installierten PV-Anlagen eine Unsicherheit dar, welche in den bisherigen Potenzialabschätzungen meist nicht thematisiert wurde. Wird der durchschnittliche Modulwirkungsgrad zum Beispiel von 17 % auf 20 % erhöht, so erhöht sich das Potenzial entsprechend auf 45.6 TWh pro Jahr. Im Vergleich mit dem BFE sind unsere Potential-Schätzungen für PV-Strom auf Dächern somit je nach eingesetztem Modul-Wirkungsgrad um 22 % bzw. 9 % tiefer