Niedertemperatur-Abwärme stellt viele Heizsysteme vor Effizienzprobleme. Andreas Leuenberger von BMS erläutert, warum die eXergiemaschine von varmeco keine klassische Wärmepumpe ist und wie sie durch gezielte Temperaturveredelung für eine saubere Schichtung im Speicher sorgt und damit die Gesamtanlageneffizienz steigert.
Das Problem der thermischen Durchmischung In modernen Heizsystemen trifft man häufig auf eine Herausforderung: Niedertemperatur-Abwärme, beispielsweise aus Rückläufen mit 40 bis 45 °C, kann oft nicht effizient genutzt werden. Gleichzeitig führen hohe Rücklauftemperaturen aus Verbrauchern wie Hochtemperaturheizungen oder bei der Frischwassererzeugung zu einer thermischen Durchmischung in den Pufferspeichern. Diese Vermischung ist für die Effizienz der gesamten Anlage abträglich, da die für den Betrieb erforderlichen Temperaturschichtungen verloren gehen. Wärmepumpen erreichen unter diesen Bedingungen oft nicht mehr die benötigten Vorlauftemperaturen von beispielsweise 65 °C für die hygienische Trinkwassererwärmung. Genau hier setzt die eXergiemaschine (XRG) an, um dieses Problem zu lösen.
Gezielte Temperaturveredelung für perfekte Schichtung
Die XRG-Maschine ist keine konventionelle Wärmepumpe, sondern ein Spezialist für die „Veredelung“ von Wärme. Ihr Funktionsprinzip ist ebenso einfach wie wirkungsvoll: Sie entzieht dem kühleren, unteren Bereich des Speichers gezielt Wärme, hebt diese auf ein höheres Temperaturniveau an und speist sie präzise in den oberen Bereich des Speichers ein. Anhand von Wärmebildaufnahmen aus einer Testanlage lässt sich eindrucksvoll nachweisen, wie die Maschine eine zuvor durchmischte Wassersäule in eine sauber geschichtete Temperaturverteilung überführt. Dies stellt sicher, dass die primäre Wärmequelle optimal arbeiten kann.
Den Unterschied zur klassischen Wärmepumpe: gezielte Temperaturveredelung statt reines Pumpen.
Die wesentlichen Unterschiede zur Wärmepumpe
Die Abgrenzung zur klassischen Wärmepumpe erfolgt über mehrere zentrale Merkmale. Zum einen ermöglicht die XRG-Maschine über eine drehzahlgeregelte Pumpe eine zielgenaue Einstellung der Austrittstemperatur, die bis zu 80 °C erreichen kann. Damit lassen sich auch Anwendungen im Bereich der Fernwärme realisieren. Zum anderen ist sie darauf ausgelegt, mit hohen Quellentemperaturen von bis zu 55 °C zu arbeiten.
Ein entscheidender Punkt ist das bewusste Management der Temperaturdifferenzen (Delta-T). Auf der Quellenseite wird ein großes Delta-T gefahren, um einen sehr guten Coefficient of Performance (COP) von in der Regel etwa 5 zu erreichen. Gleichzeitig wird der thermische Hub zwischen Verdampfung und Kondensation möglichst gering gehalten, um die Effizienz weiter zu steigern.
Flexible Anwendung und hohe Leistung
Die Fähigkeit, hohe Temperaturen zu erzeugen, eröffnet eine weitere sinnvolle Anwendung: die Nutzung von überschüssigem PV-Strom. An sonnigen Tagen kann die Maschine den Speicher auf bis zu 80 °C „überhöhen“ und so elektrische Energie, die sonst ins Netz eingespeist würde, als wertvolle Wärme speichern.
Die eXergiemaschinen sind in verschiedenen Leistungsklassen verfügbar. Das Portfolio reicht von der wandhängenden EXM Compact mit 5 bis 13 kW über die EXM Pro im Gehäuse mit 15, 20 oder 40 kW bis hin zu einer neu verfügbaren Maschine mit 100 kW Leistung. Je nach Anwendungsfall werden COP-Werte zwischen 4 und 6, in Einzelfällen sogar bis 7 erreicht.
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