Wärmepumpen

Schwerpunkte

  • Geothermische Wärmepumpen für die Gebäudeheizung
  • Wärmepumpen für Fernwärmesysteme mit Tiefengeothermie
  • Wärmepumpen für die Abwärmenutzung in Gewerbe und Industrie

Abwärmenutzung aerober Kompostierungsprozesse

Direkt befeuerte Absorptionswärmepumpe für einen Temperaturhub von 32 °C auf 80 °C zur Abwärmenutzung in einem Kompostierwerk

Zur Steigerung der Heizleistung des Nahwärmenetzes im Gewerbegebiet Warngau (Landkreis Miesbach) wird eine einstufige gasbefeuerte ABsorptionswärmepumpe in das bestehende Energieversorgungssystem integriert. Die durch den Rotteprozess in der Biomüll-Kompostieranlage der VIVO GmbH entstehende feuchte Abwärme wird von der Wärmepumpe auf Heiztemperaturniveau angehoben und zur direkten Nutzung in das Nahwärmenetz eingespeist.
In enger Kooperation mit dem Hersteller und dem Planungsbüro wurde das Design der Wärmepumpe an die Bedingungen vor Ort angepasst, die Systemintegration der Maschine geplant und die Regelungsstrategie erarbeitet.
Die Wärmepumpe wurde vom ZAE Bayern während des ersten Betriebsjahres messtechnisch fernüberwacht. Auf Grund der Messdaten konnte die Funktion überprüft sowie in Zusammenarbeit mit dem Betreiber eine Optimierung der Systemparameter durchgeführt werden.

Effizienzsteigerung von Geothermiefernwärmesystemen durch erhöhte Thermalwasserauskühlung

Bohrturm zur Erschließung des Malm-Aquifers mittels Förder- und Reinjektionsbohrung für eine Geothermiefernwärmeversorgung

Die Nutzung der Tiefengeothermie als Wärmequelle für die Fernwärmeversorgung von Kommunen gewinnt in Deutschland zunehmend an Bedeutung. Insbesondere das süddeutsche Molassebecken weist mit dem sogenannten Malm-Aquifer eine in weiten Teilen gut erschließbare hydrothermale Energiequelle auf. Diese mehrere hundert Meter mächtige Kalksteinformation erreicht nördlich von München in Tiefenlagen bis zu 2500 m Fördertemperaturen von 60 °C bis über 85 °C. Südlich von München steigt diese Temperatur mit zunehmen der Tiefenlage der Formation deutlich an. Bisher geplante bzw. realisierte Projekte erbringen Temperaturen im Bereich von 110 °C bis 150 °C.

Das ZAE Bayern begleitet seit vielen Jahren kommunale Geothermie-Projekte im Bereich des bayerischen Molassebeckens wissenschaftlich. Dabei werden Ergebnisse aus anderen regenerativen Systemen zu Anlagenauslegung und Betrieb eingebracht. Neben der Optimierung des Gesamtsystems nach ökologischen und ökonomischen Kriterien sind effiziente innovative Lösungen für Energiezentrale, Fernwärmenetz, Hausübergabe und der Einsatz von Absorptionswärmepumpen zur weiteren Auskühlung des Thermalwassers Bestandteile der Projektbegleitung. Konzeptionell deckt die Direktauskühlung des Thermalwassers über Wärmeübertrager die zeitlich überwiegende Grundlast ab. In der Mittellast sollen Absorptionswärmepumpen zum Einsatz kommen, die zusätzlich Wärme aus dem Geothermalwasser (< 55 °C) auf das höhere Temperaturniveau (bis 85°C) des Fernwärmenetz heben. Die wenigen Spitzenlaststunden decken fossile Brennstoffe ab.

Weitere Informationen finden Sie hier.

 

Erhöhung des solare Deckungsgrades in Nahwärmesystemen mit saisonalen Wärmespeichern

Angepasste Absorptionswärmepumpe mit hohem Temperaturhub und großer Fernwärmeauskühlung

Im Rahmen des Förderprogramms „Solarthermie 2000plus“ des BMU wurden am ZAE Bayern ein solares Nahwärmeprojekte mit saisonalem Wärmespeicher in einem Neubaugebiet mit Geschosswohnbauten am Olympiapark in München projektiert.
Die Geschossfläche der 13 Gebäude beträgt etwa 30.400 m². Der realisierte Dämmstandard der 320 versorgten Wohnungen unterschreitet dieMindestanforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2002 um über 30 %. Drei Kollektorfelder mit einer Gesamtabsorberfläche von 2.877 m² sollen in Verbindung mit einem 6.000 m³ großen, stark geschichteten Warmwasserspeicher die solarthermische Energie verbrauchsgerecht in das Nahwärmenetz einspeisen. Die Deckung des verbleibenden Wärmebedarfs erfolgt über eine mit Fernwärme angetriebene Heißwasser-Absorptionswärmepumpe (AWP) mit 550 kWHeizleistung. Während der Heizperiode kühlt die angepasste Wärmepumpe den Warmwasserspeichers zusätzlich bis auf 10 °C aus und speist diese Energie auf einem Temperaturniveau bis 60 °C in das Nahwärmenetz ein. Zum Antrieb des thermodynamischen Kreisprozesses wird das Exergiegefälle der Fernwärme (ca. 110 °C) zur Nahwärmevorlauftemperatur von 60 °C genutzt.
Das Planungsziel für die Nahwärmeversorgung war eine Einsparung um mindestens 50 % Primärenergie gegenüber einer konventionellen Versorgung mit Heizöl.

 

Über das ZAE Bayern

Als eine der führenden Einrichtungen auf dem Gebiet der angewandten Energieforschung verbindet das Bayerische Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) exzellente Forschung mit exzellenter Umsetzung der Resultate in die wirtschaftliche Praxis. Hierzu bietet das ZAE seinen Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft ein breites Leistungsspektrum an, das sich von messtechnischen Dienstleistungen über Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten bis zu kompletten Innovationspaketen erstreckt.

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20. Symposium on Thermophysical Properties

June 24–29, 2018, Boulder, CO, USA

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