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Entwicklung einer thermisch über einen Strahlverdichter angetriebenen Zirkulationserwärmungswärmepumpe zur gebäudeseitigen Rücklaufauskühlung

Affiliation
FH Westkueste
Kacmaz, Ömer;
Affiliation
FH Westkueste
Wiegand, M.;
Affiliation
FH Westkueste
Opel, O.

Die Absenkung der Rücklauftemperaturen in bestehenden Wärmenetzen spielt eine wichtige Rolle für die Effizienz verschiedener Wärmequellen sowie für die Effizienz und Kapazität von Wärmespeichern. Dementsprechend werden in den technischen Anschlussbedingungen heute häufig gebäudeseitige Rücklauftemperaturen von 40 °C oder weniger gefordert. Aufgrund der Forderung nach Einhaltung einer Temperatur > 55 °C im Zirkulationswarmwasser-Rücklauf zur Legionellenprävention sind entsprechend niedrigere Rücklauftemperaturen in der Warmwassererzeugung  regelmäßig nicht realisierbar. Um dieses Problem zu lösen, soll eine thermisch angetriebene Wärmepumpe zur Rücklaufauskühlung entwickelt werden. Diese nutzt das hohe Temperaturniveau des Fernwärmestroms zur Erzeugung eines Druckvolumenstroms, der in einem zweiten Kreislauf über einen thermischen Verdichter einen niedrigeren Druck erzeugt. Bei diesem niedrigen Druck wird der Arbeitsmedium verdampft, das den Rücklauf aus dem Fernwärmenetz auf 30-40 °C abkühlt. Beide Volumenströme des Arbeitsmediums werden zur Kondensation auf die für die Zirkulationswarmwasserbereitung erforderliche Temperatur zusammengeführt. Vor dem Hintergrund der F-Gase-Verordnung ist der Einsatz von nicht-fluorierten, natürlichen Arbeitsmedien erforderlich. Dies reduziert die Auswahl an verfügbaren Arbeitsmedien. Geeignete Arbeitsmedien sind Butan, Iso-Butan usw. oder Gemische aus Propan und Butan. Die Machbarkeit der Installation eines Systems mit einem thermischen Verdichter, der nach dem Wärmepumpenprinzip ohne elektrischen Verdichter arbeitet und daher effizienter und energiesparender ist, wurde untersucht, eine MATLAB-Simulation erstellt und deren Ergebnisse in diesem Artikel präsentiert.

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