Untersuchungen von Wärmepumpenschaltungen Simulationen von Kompressionswärmepumpen mit großem Temperaturhub

摘要

In Deutschland wird ein großer Teil der Endenergie zur Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser eingesetzt. Um die vereinbarte Klimaschutz-Ziele zu erreichen, stellen Wärmepumpen mit der Nutzung vom Strom und Wärme aus regenerativen Energiequellen eine gute Alternative dar. Im Rahmen der Förderinitiative des BMBF und des BMWi mit dem Titel „Solares Bauen/Energieeffiziente Stadt" startete im November 2017 das Projekt „Zwickauer Energiewende Demonstrieren" (ZED). Im Projekt soll in Zwickau im Stadtteil Marienthal die Umgestaltung zu einem Null-Emissions-Ouartier untersucht werden. Als optimale Nahwärmelösung bietet sich der Einsatz von Kompressionswärmepumpen in Kombination mit Solarther-mie an. Die vorliegende Arbeit behandelt die theoretischen Betrachtungen verschiedener Wärmepumpenschaltungen für den Einsatz in diesem Projekt. Ein großer Temperaturhub zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke sowie variable Quelltemperaturen seitens der Solarthermie haben große Auswirkung auf den Betrieb bzw. die Leistungszahl. Die Untersuchungen erfolgen durch die Modellierung und Simulationen mittels der Software EBS-ILON. Die optimalen Lösungen sind zurzeit eine zweistufige Verdichtung mit einem Open-Flash-Economizer und eine Reihenschaltung aus zwei einstufigen Wärmepumpen.