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Wärmetechnik Quedlinburg | ||||||
Forschung und Entwicklung | |||||||
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Die Wärmetechnik Quedlinburg arbeitet seit einigen Jahren an Forschungs-
und Entwicklungsthemen. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der
Weiterentwicklung von Gasmotorwärmepumpen-Systemen, um die größtmögliche
Effizienz dieser Geräte zu realisieren.
Das Thema "Innovative Klima-Kompakt-Zentrale" wurde im Jahr 2007 abgeschlossen. Die Ergebnisse sind im Artikel "Energieeffiziente Kopplung einer Gaswärmepumpe mit einem Klimazentralgerät" dargestellt. Zur Bearbeitung des Themas wurde ein Experimentalstand an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg aufgebaut. Foto
Die innovative Klima-Kompakt-Zentrale
setzt sich prinzipiell aus einer gasmotorbetriebenen Wärmepumpe mit nachgeschaltetem
Klima-Kompakt-Zentralgerät bzw. Klimasplitgeräten
zusammen. Zur Regelung kommen integrierte Steuer- und Regelsysteme zum Einsatz.  Mit der Gasmotorwärmepumpe können folgende Betriebszustände realisiert werden:
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Wärmepumpen-Stationen
zur Beheizung und Kühlung von Gebäuden
Das Unternehmen Wärmetechnik Quedlinburg Klimabau GmbH bietet komplette Wärmepumpen-Stationen zur Beheizung und Kühlung von Gebäuden unter Einsatz der Primärenergieträger Erdgas oder Flüssiggas an. Da als Wärmequelle die Umgebungsluft dient, ist keine aufwendige und kostenintensive Erschließung notwendig. Die Stationen umfassen einen Leistungsbereich von 20 bis 500 kW. Ein Spitzen-Wärmeerzeuger kann bei Bedarf integriert werden. Die Wärmepumpen-Stationen erreichen eine
sehr hohe Effizienz mit Heizzahlen >1,4, das bedeutet, das aus 1 kWh
eingesetzter Primärenergie 1,4 kWh Heiz- bzw. Kühlenergie zur Verfügung
gestellt werden. Übertragen auf den Fall einer Elektro-Wärmepumpe müsste
diese einen COP von 4 aufweisen. Somit ist die Gaswärmepumpe den elektrisch
betriebenen Luft/Wasser-Wärmepumpen deutlich überlegen. Gasmotorwärmepumpe
Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, die Wärme von einem niedrigen Temperaturniveau unter Aufwand von Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau transportiert („pumpt“). So wird beispielsweise bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe der Außenluft Wärme entzogen, wobei das Kältemittel – das Arbeitsmittel des Wärmepumpenprozesses – verdampft. Anschließend erfährt der Kältemitteldampf eine Temperaturerhöhung, indem er vom Verdichter komprimiert wird. In einem Kondensator wird das Kältemittel dann wieder verflüssigt und gibt seine Kondensationswärme an Wasser ab, welches als Heizungswasser zur Verfügung steht. Das nun wieder flüssige Kältemittel wird in einem Expansionsorgan entspannt und kann den Kreislauf von Neuem durchlaufen. Der Unterschied der Gas(motor)wärmepumpe zu elektrischen Systemen ist der Antrieb des Kältemittelverdichters. Er erfolgt anstelle eines Elektromotors mithilfe eines Verbrennungsmotors. Durch die integrierte Abwärmenutzung des Antriebsmotors funktioniert die Gaswärmepumpe monovalent und kann auf weitere Wärmeerzeuger zur Spitzenlastdeckung verzichten. Das senkt den Energiebedarf und erhöht den Nutzungsgrad in erheblichem Maße.
Abbildung 1: Funktionsschema der Gasmotorwärmepumpe Die Wärmepumpe ist zusätzlich in der Lage, Kühlfunktion zu übernehmen. In dem Fall wird dem Wasser Wärme entzogen, um das Kältemittel zu verdampfen. Nach der Verdichtung wird dieses im Außenluftwärmeübertrager verflüssigt und gibt die Kondensationswärme an die Außenluft ab. Somit funktioniert die Wärmepumpe wie ein Kühlschrank. Gasmotorwärmepumpen der Firma AISIN decken die in den folgenden Tabellen aufgeführten Leistungsbereiche ab. Darüber hinausgehende Leistungsanforderungen sind durch eine Parallelschaltung mehrerer Geräte erreichbar.
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