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- Die neue Hochtemperatur-Wärmepumpe von Ochsner erreicht mit einem zweistufigen Kreisprozess einen Temperaturhub von 10 auf 95 (100) °C.
- Bei W10/W85 bietet sie einen COP von 2,5 und ermöglicht damit die Umsetzung ganz neuer Wärmeversorgungs- und Wärmerückgewinnungskonzepte. Höhere COP-Werte ergeben sich in der Kombination Heizen und Kühlen.
Die größten Potenziale für Wärmepumpen bieten Gebäudebestand und Prozesswärme. In beiden Fällen sind oft Vorlauftemperaturen über 65 °C in der Spitze oder sogar ganzjährig zu berücksichtigen. Klassische Heizungswärmepumpen decken diese Anforderung technologiebedingt nicht ab. Die Temperaturen im Kreisprozess sind durch die thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittels und die Komponenten, insbesondere durch die Temperaturen im Verdichter, begrenzt. Wärmepumpen mit CO2 als Kältemittel sind als transkritische Hochdrucksysteme aufwendig und nur bei einer Temperaturspreizung von etwa 30 bis 50 K wirtschaftlich.
Nun hat Ochsner als Marktneuheit eine modulierende Hochtemperatur-Industriewärmepumpe Abb. 1 vorgestellt, die Vorlauftemperaturen bis 95 (100) °C erreicht, wobei die Temperaturgrenze nicht von der Wärmepumpentechnik, sondern vom Druck auf der Heizungsseite gesetzt wird. Bei W10/W85 bietet sie einen COP von 2,5.
Den Temperaturhub von 10 °C (Wärmequelle) auf 95 % (Heizungswasser) hat Ochsner bei seiner Hochtemperatur-Wärmepumpe durch einen zweistufigen Kreisprozess gelöst. Für die erste Stufe wird das Kältemittel R134a und für die zweite Stufe das Kältemittel ÖKO1 (beides FKW-Sicherheits-Kältemittel, unbrennbar, ungiftig, mit niedriger Drucklage) verwendet. Die größte technische Herausforderung bestand in der hohen Heißgastemperatur der zweiten Stufe bis 160 °C. Dafür musste eine besondere Verdichterkonstruktion (Schraubenverdichter) entwickelt werden (Lager, Wicklung). Weitere Herausforderungen waren die Optimierung der Steuerung der elektronischen Expansionsventile, insbesondere in der Anlaufphase. Die Entwicklung hat etwa drei Jahre gedauert und rund 1 Mio. Euro gekostet.
Die zweistufigen Maschinen werden für Leistung von 190 bis 750 kWth und eine Vorlauftemperatur bis ca. 100 °C bei einer Wärmequellentemperatur von etwa 10 °C gebaut. Die einstufige Ausführung mit 280 bis 700 kWth ist für Wärmequellentemperaturen von 40 bis 50 °C bei einer Wärmenutzung von 75 bis 95 °C konzipiert. Die technische Auslegung erfolgt projektbezogen. JV
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Ochsner
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