热泵系统项目规划软件(热泵系统规划程序计算)

威能

图1 热泵设计和规划需要专业知识和专用软件。

热泵系统是新建筑中产生热量的领先技术，也是未来供暖现代化的领先技术。
然而，设计、规划、集成到热分配和正确的设置中需要专业知识和计算机辅助规划工具——特别是如果它们在未来越来越多地成为当地能源系统的一部分，并具有发电和储存功能。
否则，不必要的高运营成本或对地热源的破坏是不可避免的。
热泵软件提供了更多的规划安全性。

文章总结为简明扼要 与标准计算方法相比，热泵模拟程序可以更精确地预测能源需求和供热、运营成本和盈利能力，还可以规划和优化复杂系统。
这包括与其他能源发电系统的组合，通过光伏系统或热电联产装置使用自发电，考虑电池存储系统，以及越来越多地与能源管理系统相结合，直至参与电力交易。
除了专业的设计和安装外，热泵调整在调试过程中也很重要。
否则，尽管进行了精确的个人计算，但仍存在不必要的高能耗和不满意客户的投诉风险。

威能

图 2 为热泵规划提供了制造商特定的设计程序，...

WPsoft

图3 ...以及制造商中立的热泵模拟程序...

这一发展令人印象深刻：在德国热泵协会 （BWP） 的同比比较中，2021 年热泵的销量同比增长 28%，达到 154,000 台。
根据德国联邦供暖行业协会（BDH）的数据，2022年上半年，与去年同期相比，销售额增长了25%。
然而，随着可用性的提高，销量可能会大大高于96,000个热泵。

在新建住宅建筑的审批中，供暖热泵作为主要供暖系统的配额目前已超过 80%，在竣工建筑中的配额也超过了 50%。
在联邦高效建筑促进计划（BEG）的 "供暖系统 "单项措施中，仅用于供暖现代化，在 2021 年 9 月至 2022 年 8 月的 12 个月内，已向 BAFA 申请了 318 103 台供暖热泵的资金。
当前能源市场的发展和政治目标将继续刺激需求。
从 2024 年起，每年将至少安装 50 万台新的供暖热泵。

这些热泵系统，尤其是现有建筑物中的热泵系统，必须仔细规划。
这是因为热泵在运行过程中被证明是敏感的“女主角”，它们只能在狭窄的范围内最佳工作。
因此，必须根据其季节性依赖性尽可能准确地计算其运行数据，以便热泵系统能够始终以节能的方式提供必要的流动温度的热量需求。

热泵模拟程序可精确预测满足边界条件的季节性性能系数 （SPF）、运营成本和盈利能力，还可以规划和优化复杂系统，例如与其他发电系统的组合或通过光伏、光伏热电或热电联产系统使用自发电。

制造商的预测或根据法规确定的值通常与运行中的实际数据不同。
其中一个原因是热泵加热系统的运行行为和成本效益取决于许多因素。
除了建筑物、位置或气候数据外，还必须考虑相互作用，例如源温度和温度要求之间的相互作用。
如果多个热源重叠使用，则在大多数情况下，法规无法提供结果。

维拉·索拉里斯

图片 4 ...以及可灵活部署的建筑和工厂模拟程序。

此外，热源的功率和温度会受到季节性波动的影响，对供暖和热水的需求也是如此。
为了满足一年中任何时候对产热率和舒适度的要求，必须尽可能精确地计算和检查热泵运行数据。

与符合VDI 4650-1 [1]的JAZ计算机相比，该计算机仅考虑热泵的基本数据，加热水温度或循环泵性能，模拟计算可实现更精确的计算，优化系统配置以及更现实的运营成本和摊销预测。

与标准程序相比，还可以实现更高的JF，从而可能获得更有利的融资条件。
然而，由于相互作用和温度依赖性，建筑存量中的系统、饮用水加热比例较高的系统以及具有多个热发生器的二价系统需要大量的计算工作。

仿真程序不仅根据现场的外部温度自动确定所需时间分辨率的运行数据。

霍特根罗斯 / ETU 软件

图 5 在计算之前，输入位置、气候、建筑和使用数据，...

使用配置文件变化对季节性性能因素和系统盈利能力的影响也可以使用图形清楚地呈现给客户：如果热水消耗或室温要求增加，系统的能源效率就会降低。

通过使用不同的边界条件（例如源、源大小、存储解决方案、热泵、运行模式等）计算项目，也可以更轻松地优化项目。
如果一个接一个地计算备选方案并存储为注释的系统变型，则可以更轻松地比较系统和配置。

还可以避免设计错误，例如在地热探头的尺寸标注中。
模拟程序还可用于检查关键阶段的热量提取，以避免土壤结冰。

热泵规划计划适用于不同的目标群体：建筑商、房主和工匠可以使用在线规划器或 JAZ 计算器来粗略设计系统或探索融资机会。
BWP网站在“工匠”标题下为此目的提供了各种在线规划工具。

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图6 ...以及从数据库中选择组件。

alpha innotec、Brötje、Remeha、Roth Werke等公司向热泵制造商的安装人员和专业贸易伙伴提供的免费计算和设计程序提供的计算功能类似于表格市场概述中独立于制造商的程序。
但是，数据库仅包含来自相应制造商的设备数据。
在大多数情况下，制造商的程序是GeoTSOL或WP-OPT程序的公司版本。

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图 7 默认值、合理性检查或帮助文本（例如操作模式）支持输入。

因此，在本市场概述中，仅以威能的独立软件plansoft为例。
但是，制造商特定的软件可以承担跨供应商程序难以涵盖的重要任务。
例如，威能的另一个在线热泵快速设计工具根据项目特定为控制系统提供所有特定于设备的设置值（见下文和：加热热泵快速设计工具，TGA 05-2022）。

对于MEP + E规划人员和能源顾问来说，跨制造商仿真程序最适合规划和优化热泵系统。
他们根据VDI 4650-1计算与补贴计划相关的JAZ，并通过模拟计算，与其他能源或加热系统进行运营成本比较，确定年度成本，同时考虑到组件的使用寿命，利率和年度能源价格上涨，以及根据各种电力供应商的关税的电力消耗和电力成本。

此外，还计算热源的温度曲线、每月平均需热量、流动温度和加热能力等 - 在适当的情况下，细分为加热和热水。
DK-Integral、IDA ICE或Polysun Designer等热建筑仿真程序并非专为热泵规划而设计，但也可以在建筑物的任何时间步长和非常复杂的系统组合中进行耦合仿真。
考虑用户定义的规则策略。

热泵、集热器、锅炉或储罐的产品数据差异已经很明显：只有在精确数据的情况下，才能在关键操作条件下进行实际计算。
考虑的工作点、参数和性能数据越多，计算结果就越准确。

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图8 重要的计算结果是季节性性能因子、热平衡和电力平衡。

同样重要的是德国各个位置的精确土壤和气候数据，有时可以额外购买扩展或全球位置数据。
虽然所有程序都可用于规划常见类型的供暖或生活热水供暖系统，但以不同的方式考虑操作模式。

模拟的类型和质量也存在差异：标准模拟程序包括以所需的时间分辨率计算热泵、热源和建筑物的使用。
然而，关键的操作条件，如土壤过度冷却/结冰，有时只能在额外的详细模拟计算的基础上进行研究。

光伏系统在使用自身电力时的发电量可以通过集成的光伏计算机或外部程序的接口相对精确地确定，具体取决于位置、方向和屋顶坡度。
这样就可以确定建筑物的电源和供热的现有能源供应的自给程度。
该软件考虑了太阳能发电的时间过程，并指示有多少自发电用于热水和供暖，或者哪些剩余电力可以输送到电力存储系统。
在盈利能力比较中，可以包括自发电量的比例使用，同时考虑到电价或上网电价。

原理图计划、输入向导、默认值或帮助文本支持输入，合理性检查检查输入值是否存在错误和差异。

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图 9 图表显示了所需时间分辨率下的所有结果。

输出数据包括模拟的年度性能系数或根据VDI 4650-1或DIN EN 14825 [2]计算，有用能源，功耗，运营成本和经济效益。
此外，源温的最大值，CO2-与传统系统相比，节省运行时间等以所需的时间分辨率（小时，天，周，月，年）输出为表格或图形。
空气对水热泵的噪音排放和TA Lärm的要求也由一些程序（例如plansoft）在声音计算机的帮助下进行检查。

报告和带有描述性图表和比较的报告支持客户服务。
根据应用（专家意见、购买决策、系统比较、技术援助），不同的信息很重要。
因此，报表内容应该是可自定义的。
ASCII、RTF、DOC、XLS、PDF 等导出接口可实现文本和图像信息的进一步处理和数字交换。

独立于制造商的热泵模拟程序的价格在 400 到 500 欧元之间。
完整版本和建筑模拟程序的成本要高得多。

在实践中，热泵由暖通空调安装人员组装和安装，以及设计和规划。
出于这个原因，热泵制造商越来越多地提供简单的设计程序，即使没有专业知识也可以操作。

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图 10 可以毫不费力地将不同的系统配置相互比较。

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图 11 某些程序还使用声音计算器检查声音发射。

例如，威能最近推出了一款在线快速设计工具，主要支持专业贸易伙伴进行系统设计、安装和调整。

除了专业的设计和安装外，项目特定的调整是节能和无故障运行的先决条件。

对已投入运行的热泵系统的分析表明，它们通常是最佳规划的，但随后没有调整或调整不正确。
在实践中，这会导致无法实现产量预测、高昂的运营成本、客户不满意，并且不必要地抹黑热泵作为一种技术。

然而，只要已知的原因——知识不足、经验不足、安装行业缺乏培训和继续教育措施以及该行业技术工人短缺——得不到有效解决，热泵就很难为政治家以及最近社会所期望的能源转型做出充分的贡献。
易于使用的热泵软件是一个重要的构建块，因此可以将必要的资格攻势付诸实践。

然而，在规划热泵系统时，应该考虑到它们是非常复杂的系统——特别是与其他发电系统、使用自发电、电池存储系统或复杂的系统组合和控制技术有关——在设计中，必须仔细考虑许多参数的相互关系和时间依赖性。

然而，这需要模拟程序和工程知识，这在具有广泛定位的小规模专业行业中通常不可用。
为了同时满足不断增长的需求和有限的设计能力，已经确立的趋势可能会加速，即具有集成能源管理的全面完整解决方案，并且可能还会为以热泵为核心元件的此类系统带来全新一代的设计和计算工具。
玛丽安·贝哈内克

根特纳出版社/贝哈内克

比较概述：热泵规划软件。
（单击该图像可查看较大视图。

原文网址

https://www.tga-fachplaner.de/projektierung/marktuebersicht-software-zur-projektierung-von-waermepumpenanlagen