«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 : Gebäudeenergie-Konzept basierend auf PVT-Modulen

Das System L-Sol zeigt eine höhere System-Jahresarbeitszahl und ähnliche Gesamtkosten wie ein Luft-Wasser-Wärmepumpen-System. Es verursacht aber keine Lärmemissionen und lässt sich gut optimieren bezüglich PV-Eigenverbrauch

Optimierungsmöglichkeiten in einem Heizungssystem mit Sole/Wasser-Wärmepumpe und PVT Kollektoren (Simulationsstudie mit Polysun)

L-Sol is a new heat pump system based on a brine/water heat pump without the disadvantages of established heat pump systems such as noise emissions or high investment costs. In this work, the influence of different storage sizes and the use of heat recovery from waste water is investigated with a view to system optimization. Further the optimization potential of PCM is estimated. In addition to the standard model of the L-Sol system, two alternatives have been developed. While one is based on the original dual storage principle for domestic and heating hot water, the second uses a combined storage tank. Both alternatives are equipped with a fresh water station. For the integration of an energy recovery unit from the wastewater, two solutions were used for integration into the supply and two for the demand side. On the demand side, passive recovery served to pre-heat the domestic hot water in both cases. On the supply side, passive heat recovery unit is used to heat the cold water storage tank in one case and in the other case an active recovery is used as additional source of energy for the heat pump.Ein neues, auf einer Sole/Wasser-Wärmepumpe beruhendes und Nachteile etablierter Wärmepumpensystem (WP-System) wie Lärmemissionen oder hohe Investitionskosten vermeidendes Heizsystem ist L-Sol. In dieser Arbeit wird, mit Blick auf eine Systemoptimierung, der Einfluss unterschiedlicher Speichergrössen und der Einsatz einer Wärmerückgewinnung (WRG) aus Abwasser untersucht, sowie das Optimierungspotenzial von PCM abgeschätzt. Neben dem Standardmodell des L-Sol Systems wurden zwei Alternativen ausgearbeitet. Während die eine auf dem originären Zwei-Speicher-Prinzip für Brauchwarmwasser (BWW) und Heizwarmwasser (HWW) beruht, wir bei der zweiten ein Kombispeicher eingesetzt. Beide Alternativen sind mit einer Frischwasserstation versehen. Für die Einbindung einer WRG aus dem Abwasser wurden je zwei Lösungen zur Einbindung in die Produktions-und Bezugsseite verwendet. Auf der Bezugsseite diente die passive Rückgewinnung in beiden Fällen der Vorerwärmung des BWW. Produktionsseitig dient im einen Fall eine passive WRG der Erwärmung des Kaltwasserspeichers (KW-Speicher) und im anderen eine aktive als zweite Energiequelle für die WP

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

Photovoltaik-Potenzial auf Infrastrukturbauten und bei weiteren sehr grossen Anlagen im Kanton Zürich

Im Auftrag der Baudirektion des Kantons Zürich wurden die PV-Potenziale im Kanton Zürich auf Dach- und Fassadenflächen, auf landwirtschaftlichen Nutzflächen (LN) mit Agri-PV, sowie auf Parkplatzarealen Abwasserreinigungsanlagen (ARA) und entlang Strassen erhoben. Zudem wurden die Stromgestehungskosten für grosse PV-Anlagen pro Anlagentyp abgeschätzt

Prevalence, outcomes and costs of a contemporary, multinational population with heart failure.

OBJECTIVE Digital healthcare systems could provide insights into the global prevalence of heart failure (HF). We designed the CardioRenal and Metabolic disease (CaReMe) HF study to estimate the prevalence, key clinical adverse outcomes and costs of HF across 11 countries. METHODS Individual level data from a contemporary cohort of 6 29 624 patients with diagnosed HF was obtained from digital healthcare systems in participating countries using a prespecified, common study plan, and summarised using a random effects meta-analysis. A broad definition of HF (any registered HF diagnosis) and a strict definition (history of hospitalisation for HF) were used. Event rates were reported per 100 patient years. Cumulative hospital care costs per patient were calculated for a period of up to 5 years. RESULTS The prevalence of HF was 2.01% (95% CI 1.65 to 2.36) and 1.05% (0.85 to 1.25) according to the broad and strict definitions, respectively. In patients with HF (broad definition), mean age was 75.2 years (95% CI 74.0 to 76.4), 48.8% (40.9-56.8%) had ischaemic heart disease and 34.5% (29.4-39.6%) had diabetes. In 51 442 patients with a recorded ejection fraction (EF), 39.1% (30.3-47.8%) had a reduced, 18.8% (13.5-24.0%) had a mildly reduced and 42.1% (31.5-52.8%) had a preserved left ventricular EF. In 1 69 518 patients with recorded estimated glomerular filtration rate, 49% had chronic kidney disease (CKD) stages III-V. Event rates were highest for cardiorenal disease (HF or CKD) and all cause mortality (19.3 (95% CI 11.3 to 27.1) and 13.1 (11.1 to 15.1), respectively), and lower for myocardial infarction, stroke and peripheral artery disease. Hospital care costs were highest for cardiorenal diseases. CONCLUSIONS We estimate that 1-2% of the contemporary adult population has HF. These individuals are at significant risk of adverse outcomes and associated costs, predominantly driven by hospitalisations for HF or CKD. There is considerable public health potential in understanding the contemporary burden of HF and the importance of optimising its management