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Zeolith-Granulat – Wärmespeicher mit hoher Energiedichte.
© Vaillant GmbH, Herr Marx, Remscheid
Neues Wärmepumpenkonzept in Erprobung
Projektinfo 02/2005
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Heizen mit Zeolith-Heizgerät

Wärmepumpen sind in Niedrigenergiehäusern eine interessante Alternative zu anderen Niedertemperatur-Heizsystemen. Im privaten Wohnungsbau dominieren dabei fast ausschließlich die Elektro-Kompressionswärmepumpen – bei größeren Gebäuden oder Schwimmbädern kommen auch Gasmotorbetriebene Kompressionswärmepumpen zum Einsatz. Eine neue Entwicklung sind sogenannte Adsorptionswärmepumpen auf Basis des Stoffsystems Zeolith und Wasser. Sie sollen künftig höhere Wirkungsgrade erreichen als Niedertemperatur- und Brennwertgeräte.

Adsorptionswärmepumpen unterscheiden sich von herkömmlichen Kompressionswärmepumpen im Wesentlichen durch den Antrieb. Kompressionswärmepumpen arbeiten mit einem motorisch angetriebenen Verdichter, die Adsorptionstechnik beruht dagegen auf einem thermischen Antrieb. Beim Zeolith-Heizgerät wird Wasser – das Kältemittel – in einem periodischen Prozess an Zeolith angelagert und durch Wärmezufuhr wieder ausgetrieben. Die dafür benötigte Wärme liefert eine Gasbrennwerttherme. Energiewandelverluste, wie sie bei der Erzeugung von Strom für den Antrieb von Elektro-Wärmepumpen notwendig anfallen, treten nicht auf. Durch das zusätzliche Einspeisen von Umgebungswärme in den Prozess können im Jahresdurchschnitt Wirkungsgrade von bis zu 135% erreicht werden. Damit übertrifft das Heizgerät auch Brennwertgeräte, die einen maximalen Wirkungsgrad von 111% (bezogen auf Hu) erzielen können.

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Ähnliche Wirkungsgrade werden dank Einkoppelung von Umweltwärme auch von der Diffusions-Absorptionswärmepumpe der Fa. Buderus erreicht – einer zweiten Neuentwicklung im Bereich der Gaswärmepumpen. Hier wird ein Ammoniak-Wassergemisch als Arbeitsmedium eingesetzt – mit Helium als Trägergas. Vorgesehen ist, ein System für den Neubau mit einer maximalen Heizleistung von 11 kW auf den Markt zu bringen. Ein zweites System mit einer Leistung von 19 kW wird für den Sanierungsbereich entwickelt. Das im Folgenden vorgestellte gasbetriebene Zeolith-Heizgerät wurde von der Vaillant GmbH gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Technische Thermodynamik an der RWTH Aachen entwickelt. Eine Pilotserie des Gerätes soll Ende 2005 gefertigt werden, die Markteinführung ist für 2006 geplant. Das Forschungsvorhaben wurde mit Fördermitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit (BMWA) unterstützt.

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(12 Seiten, 287 kB)

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