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WÄRMEPUMPE ZUR WÄRMERÜCKGEWINNUNG

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varmepumpe

Wärmepumpe zur Wärmerückgewinnung

Mit einer elektrischen Wärmepumpe wird die Energie aus Wasser in einem niedrigen Temperaturbereich entnommen und in einen höheren Temperaturbereich „gepumpt“. Durch Hinzufügen einer Elektrizitätsmenge, für die Wärmepumpe, kann man somit z.B. 20°C aus 30°C warmen Wasser ziehen und diese 20 ° mit einer anderen 70 °C warmen Wassermenge zusammenführen. Die erste Wassermenge hat nun 10 °C und die zweite 90 °C. Somit kann jedes Wasser, das knapp unterhalb oder nahe der Temperaturgrenze für Nutzwasser (für Wärmerückgewinnungszwecke) liegt, mittels einer Wärmepumpe nutzbar gemacht werden.

Dieses Video zeigt schematisch, wie eine Wärmepumpe funktioniert.

Wann ist der Einsatz einer Wärmepumpe sinnvoll?

  • Für kälteres Rauchgas
  • Nasse feuchte Luft
  • Kältere Flüssigkeiten / Kühlwasser

Varmepumpe

In Verbindung mit einer Wärmerückgewinnung von z. B. heißen Rauchgasen ermöglicht uns die Wärmepumpe, die Energie in den Rauchgasen bis auf 10° C zu nutzen. Im ersten Schritt dieses Wärmerückgewinnungsprozesses kann man sich mit einem Wärmetauscher zufriedengeben, da die Abgase so heiß sind, dass die Wärmeenergie direkt, mehr oder weniger kostenlos, an das kältere Wasser abgegeben wird. Mit steigender Wassertemperatur und sinkender Abgastemperatur nimmt die Wärmeübertragung ab, bis beide Temperaturen gleich sind und die Übertragung vollständig stoppt. Hier kommt ein zweiter potenzieller Schritt im Prozess zum Tragen mit Hilfe einer Wärmepumpe:

Durch einen Sekundärkreislauf mit 10° C kaltem Wasser kann die letzte Menge an Wärmeenergie aus den Rauchgasen auf das Wasser übertragen und in das ursprünglich erwärmte Wasser (Primärkreislauf) gepumpt werden. Natürlich ist dieser zweite Teil nicht völlig kostenlos, da die Wärmepumpe ein wenig Strom braucht, aber es ist dennoch ein beträchtlicher Energiegewinn. Darüber hinaus können wir mit der Wärmepumpe die Energie aus den kondensierten Rauchgasen nutzen, die beim Abkühlen der Rauchgase anfallen, da die Energie aus diesem Kondensat in einen nutzbaren Temperaturbereich gebracht werden kann.

Die Wärmepumpe ist besonders relevant für

1) Unternehmen, in der Regel produzierende Unternehmen mit sehr heißen Abgasen (~ 500° C), bei denen die Wärmeenergie der Abgase voll genutzt werden soll.

2) Bäckereien, in denen die Rauchgase typischerweise in einem niedrigeren Temperaturbereich (200-250° C) liegen und bei denen es daher erforderlich ist, die Energie aus einem niedrigeren Temperaturbereich zu nutzen, um eine ausreichende Rentabilität zu erzielen.

3) Unternehmen mit Waschprozessen (Molkereien, Brauereien, Bäckereien, Pulverbeschichtungsbetriebe usw.), in denen sich das Prozesswasser in einem niedrigen Temperaturbereich befindet, welches mit der Wärmepumpe in einen nutzbaren Temperaturbereich gebracht werden soll.


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