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Effizienz des Kaltdampfprozesses                                                                               Effizienzbe...
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thermea. CO2 Wärmepumpen mit HubkolbenverdichterDemo-Anlage HHR 20Wasser-Wasser-WärmepumpeAufbau  Radialkolbenverdichter  ...
thermea. CO2 Wärmepumpen mit Hubkolbenverdichter                                    Aufbau:                               ...
thermea. CO2 Wärmepumpen mit Hubkolbenverdichter             Messpunkt 7: T                                               ...
thermea. CO2 Wärmepumpen mit Hubkolbenverdichter20                     BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
thermea. CO2 Wärmepumpe mit Schraubenverdichter       Auslegungspunkt:       Temperatur Wärmequelle (Eintritt / Austritt):...
thermea CO2 Wärmepumpe mit Schraubenverdichter22                       BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
Kostenvorteile der thermea. Hochtemperaturwärmepumpen                                                                     ...
Ausblick: Links- und Rechtsprozess mit CO2     Wärmepumpenprozess                           Kraftprozess24                ...
Kontakt                      Danke für Ihre Aufmerksamkeit     thermea. Energiesysteme GmbH     Büro: Poisentalstraße 75, ...
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Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wobst, Thermea AG)

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Vortrag von Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wobst, Thermea AG, über CO2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie

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  • Guten Tag Herr Pöhler, nachfolgend die Antwort von Herrn Prof. Wobst:
    Sehr geehrter Herr Poehler,
    ich hoffe, mein 2. Versuch wird erfolgreich gesendet. Entschuldigen Sie zunächst die verspätete Antwort. Wir sind privat vom Elbehochwasser betroffen. Deshalb war ich (eigentlich schon im Ruhestand) in den letzten Wochen selten im Büro.
    Natürlich gibt es nun schon eine Reihe von Erfahrungen mit unseren Wärmepumpen. Über Anwendungsbeispiele wie Schlachthof Zürich, FH Soest usw. informieren Sie sich am besten auf unserer Homepage (www.thermea.de).
    Wir erreichen Vorlauftemperaturen von 80 °C .. 90 °C in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen bei Wärmeleistungen bis 1.000 kW. Sie wissen sicherlich, dass bei CO2 insbesondere die Rücklauftemperatur für den Prozessverlauf maßgebend ist. Das Teillastverhalten sollte allen Ansprüchen genügen, da i.d.R. mehrere parallele Hubkolbenverdichter eingesetzt sind. Einer davon bei Bedarf mit FU. Bei der Schraubenverdichterausführung muss im Detail beurteilt werden, inwieweit die Anforderungen erfüllt werden können. . Weit ins Teillastgebiet zu fahren ist technisch kein Problem, bringt aber Einbußen an der Leistungszahl mit sich.
    Sollten Sie weitere Fragen haben, können Sie mich gern auch unter wobst@thermea.de kontaktieren.
    Mit freundlichem Gruß
    Eberhard Wobst
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  • Sehr geehrter Prof. Wobst,

    sehr interessante Technoolgie.
    Gibt es zwischenzeitlich Erfahrungen in Industrieanwendungen?
    Welche maximalen Temperaturen können erreicht werden?
    Bei welcher Leistung?
    Wie reagiert das System auf Lastwechel?

    Freue mich auf Ihre Rückmeldung
    Freundliche Grüße
    Heinz Pöhler
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Co2-Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie (Prof. Dipl.-Ing. Eberhard Wobst, Thermea AG)

  1. 1. Hocheffiziente Kaltdampfanlagen mithalogenfreien KältemittelnCO2- Hochtemperatur-wärmepumpen für die IndustrieProf. Eberhard WobstDipl.-Ing. FH Steffen Oberländerthermea. Energiesysteme GmbHBüro FertigungPoisentalstrasse 75 Jakobsdorfer Strasse 4 -601705 Freital 01458 Ottendorf-Okrillawww.thermea.de 1 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  2. 2. Zur Motivation der thermea. bilanzieren Gleichgewicht zwischen > Sonneneinstrahlung > Energieumwandlung und – speicherung auf der Erde > Abstrahlung an das Universum analysieren 6 Potential Future Contributions -2 from Greenhouse Gases Climate Forcing since 1765 Wm 5 Anthropogen verursachte Anreicherung der Atmosphäre 4 CO2 3 N2O 2 1 CH4 HFCs mit Kohlendioxid und anderen treibhausrelevanten Gasen 0 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 CFCs/HCFCs handeln Ein Umdenken hat begonnen … Regenerativen Energien, Energiespeicherverfahren und Wärmepumpen gehört die Zukunft.2 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  3. 3. Zur Motivation der thermea. Entwicklung des Energie aus fossilen Energie aus erneuerbare Brennstoffen davon Erdöl Kernkraft Energien Weltenergiebedarfs 1500 Die Vorräte an fossilenExajoule Energieträgern und 1000 Uran sind endlich. 500 2060 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 Quelle: 2025 2030 Shell-Studie 2002 exa = 1018 1 Exajoule = 34,12 Mio t SKE 3 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  4. 4. Beitrag der thermea:Speichern und Rückgewinnung regenerativer Energie *) Antriebsenergie Thermische Energie Elektrische Energie Wärmepumpe Kraftprozess Umweltenergie Speicher Rückführung Prozessabwärme an die Umwelt AbwasserSchritt 1: CO2- Hochtemperaturwärmepumpen für die Industrie*) Thermokompverfahren TKV: HT-Wärmepumpe, Speicher, Kraftprozess (EU-Patent Nr.: 1987299) umweltfreundlich - effizient –standortunabhängig4 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  5. 5. Kältemaschine - Wärmepumpe Grundsätzlich können die gleichen physikalischen Effekte genutzt werden. Die aktuellen Herausforderungen der Kältetechnik treffen gleichermaßen auf die Wärmepumpen zu.5 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  6. 6. Kältetechnik - Umwelt Die Kälte- und Klimatechnik ist hinsichtlich Energiebedarf: 14 % ( DKV Statusbericht Nr. 20) Primärenergie: 5,8 % ( DKV Statusbericht Nr. 20) Emission von Treibhausgasen: 11 % (DKV Statusbericht Nr. 22) eine bedeutender Faktor in Deutschland. (Zahlenangaben bezogen auf die nationalen Gesamtwerte)6 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  7. 7. Verbesserungspotential Leckagen DKV- Statusbericht Nr. 9: Hauptverfahren: Kaltdampfmaschine, andere Verfahren: Sonderanwendungen Verringerung der Umweltbelastung: Umweltfreundliche Kältemittel /Arbeitsstoffe hohe Effizienz der Anlagen Die Wärmepumpe muss zusätzlich an anderen Wärmeerzeugern gemessen werden!7 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  8. 8. Wärmepumpe - KWK Mit die KWK wird die Primärenergie gut genutzt, aber: Das Verbrennen fossiler Energieträger ist nicht nachhaltig: zu wertvoll nachhaltige Erhöhung der CO2 Konzentration in der Atmosphäre das Verbrennen fossiler Energieträger muss längerfristig beendet werden Die mit regenerativer Energie angetriebene Wärmepumpe ist die bessere Alternative: ε8 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  9. 9. thermea.- Wärmepumpen Fokus H2O9 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  10. 10. Effizienz des Kaltdampfprozesses Effizienzbewertung*) Kältemaschine & QL ε KM = P Wärmepumpe & QH ε WP = P Wärme-Kälte-Kopplung & & QL + QH ε WKK = P Vorzugslösung:*) zusätzliche Kriterien werden z. Zt. vom FKT definiert Wärme-Kälte-Kopplung10 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  11. 11. Die Wurzeln der Wärmepumpe reichen weit zurück Peter Ritter von Rittinger The award is named for Peter Ritter von Rittinger, an Austrian engineer who designed and installed the first known heat pump, in 1855, for the salt works in the village of Ebensee in Upper Austria. Rittinger recognized that the use of heat pump technology could achieve energy savings of as much as 80% in comparison with direct firing of wood. The award celebrates the technical skills and entrepreneurial spirit of Rittinger that are shared by the awarded.Nachdem Perkins 1834 die Kältemaschine zum Patent angemeldethatte, wendete Rittinger den Kaltdampfprozess bereits 1855 alsWärmepumpe an.11 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  12. 12. Die Wurzeln der Wärmepumpe reichen weit zurück Beispiel: Freibad Freiyburg / Unstrut Errichtet: 1979, Federführung ILK Heizleistung: ca. 180 kW Antriebsleistung: ca. 36 kW Leistungszahl: 5 … 6 Wärmequelle: Solaranlage, Brunnen Ziel: Verlängerung der Saison Erste großtechnische Anlage mit Nutzung von Solarenergie des ILK Wärmepumpen- Kaltwassersatz Mafa Halle Zustand heute: desolat 1979: Eine Leistung Dresdner Ingenieure mit Weitblick Ronald P. Vallort: „ Everything Old is New Again „12 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  13. 13. thermea. Wärmepumpen Da ein breites Angebot an Wärmepumpen kleiner Leistung existiert, setzt thermea. auf den industriellen Bereich.13 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  14. 14. thermea. Wärmepumpen Kohlendioxid als Arbeitsstoff in der Natur vorhandener Stoff, keine Restriktionen nicht brennbar, nicht toxisch (8%- Grenze beachten) bei Wärmepumpen ausschließlich transkritischer Prozess gute Leistungszahlen bei hohen Vorlauftemperaturen unschlagbar bei Aufheiz-, Vorwärm- und Trocknungsprozessen Vorteile beim Zusammenwirken mit einem CO2 Kraftprozess14 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  15. 15. thermea. Wärmepumpen Isobare Isobare TT Kritischer Punkt S S 15 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  16. 16. thermea. Wärmepumpen TM T2 εc = T M - T 0T t2/°C t3 /°C tM /°C TM /K Thermodynamische Mitteltemperatur TM 80 40 60 333,15 100 20 60 333,15 ! T3 T1 ε T4 T0 T3 S16 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  17. 17. thermea. CO2 Wärmepumpen mit HubkolbenverdichterDemo-Anlage HHR 20Wasser-Wasser-WärmepumpeAufbau Radialkolbenverdichter 2 Gaskühler (in Reihe) Kältemittelsammler (Mitteldruck) RekuperatorRegelung: Warmwasseraustrittstemperatur Hochdruck Überhitzung am Verdampferaustritt17 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  18. 18. thermea. CO2 Wärmepumpen mit Hubkolbenverdichter Aufbau: als kompakte Versuchsanlage, geeignet für Dauererprobung Erprobung: Funktionsnachweis Regelungskonzept Auslegungsroutinen18 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  19. 19. thermea. CO2 Wärmepumpen mit Hubkolbenverdichter Messpunkt 7: T 91,2 °C 45,0 °C 26,7 °C tWA=7,2 °C tWE=10,4 °C S19 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  20. 20. thermea. CO2 Wärmepumpen mit Hubkolbenverdichter20 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  21. 21. thermea. CO2 Wärmepumpe mit Schraubenverdichter Auslegungspunkt: Temperatur Wärmequelle (Eintritt / Austritt): 32 °C / 22 °C Temperatur Wärmesenke (Eintritt / Austritt): 30 °C / 80 °C Verdampfungstemperatur: 20 °C Hochdruck: 116 bar Heizleistung (Gaskühler + Ölkühler): 1041 kW Antriebsleistung (Klemme) 301 kW Leistungszahl (bez. auf Wellenleistung): 3,76 Geometrischer Verdichterförderstrom: 155 m3/h Hauptbauteile: Verdichter: Schraubenverdichter Verdampfer: Rohrbündelapparat (2 Stück) Gaskühler: Rohrbündelapparat (2 Stück) Reku: Rohrbündelapparat Ölabscheider: Sonderanfertigung Ölkühler: Koaxialapparat (2 Stück) Einspritzventil: EEV Arbeitsstoff: CO2 Öl: PAG 22021 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  22. 22. thermea CO2 Wärmepumpe mit Schraubenverdichter22 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  23. 23. Kostenvorteile der thermea. Hochtemperaturwärmepumpen Vergleich thermea.HHS1000 - Feuerungsanlage mit Brennwertnutzung 300 (ohne Berücksichtigung des Kapitaldienstes) 250 jährliche Einsparungen in T€/a 200 Wärmepreis 80 €/MWh 150 Wärmepreis 70 €/MWh 100 Wärmepreis 60 €/MWh 50 Wärmepreis 50 €/MWh 0 Wärmepreis 40 €/MWh 90 100 110 120 130 140 150 160 170 Netto-Strompreis in €/MWh (inkl. Netznutzung, EEG/KWK-Zuschläge)23 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  24. 24. Ausblick: Links- und Rechtsprozess mit CO2 Wärmepumpenprozess Kraftprozess24 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009
  25. 25. Kontakt Danke für Ihre Aufmerksamkeit thermea. Energiesysteme GmbH Büro: Poisentalstraße 75, Fertigung: Jakobsdorfer Strasse 4 -6 01705 Freital 1458 Ottendorf-Okrilla Telefon: 03 51 - 640 150 Telefax: 03 51 - 640 15 15 E-Mail: mail@thermea.de www.thermea.de25 BMU Fachtagung, Berlin, 08.12.2009

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