"OSKAR MAX SOL²" die hocheffiziente, solarkombinierte Hybrid Wärmepumpe

(PresseBox) (Dollnstein, ) In einer neuartigen Verdampfereinheit werden die Energiequellen Solarkollektoren und Außenluft mit dem Kältekreislauf einer Wärmepumpe direkt zusammengeführt. Der Verdampfer wird mit dem Solekreislauf der Sonnenkollektoren, dem Kältemittel und mit Luft durchströmt. Die Möglichkeit weitere Kreisläufe, z. B. Abwärme, anzuschließen ist zusätzlich gegeben.

Die konstante Verdampfung des Kältemittels im Wärmepumpenkreislauf wird dadurch sichergestellt, dass eine Steuereinheit, je nach Energieangebot der Sonnenkollektoren, über einen drehzahlgeregelten Ventilator Außenluft dem Verdampfer zusätzlich zuführt. Ist das Energieangebot der Solarkollektoren ausreichend um das Kältemittel vollständig zu verdampfen ist die Ventilatoreinheit ausgeschaltet und die Verdampfung erfolgt ausschließlich über die Kollektoren.

Sinkt die Leistung der Sonnenkollektoren wird, je nach dem Druck im Kältekreislauf, der Luftstrom über dem Verdampfer erhöht. Dadurch wird sichergestellt, dass das Kältemittel in der Wärmepumpe immer vollständig in ausreichender Menge verdampfen kann und ein störungsfreier Ablauf im Kältekreislauf gewährleistet ist.

Da die Temperaturen im Verdampfer, je nach Betriebspunkt des Kältekreislaufes, zwischen +20 °C und -20 °C beträgt, kann die Sonnenkollektoranlage auch bei diesen Temperaturen im Solarkreis bereits Energie liefern. Bei herkömmlichen Solaranlage ist dies erst über 40 °C möglich.

Aufgrund dieser Tatsache wird der Kollektorertrag pro Jahr verdoppelt, was bereits bei Prototypanlagen nachgewiesen wurde. Die Fachhochschule Ingolstadt hat die Vermessung der Anlage bekleidet. Es hat sich gezeigt, dass die diffuse Lichteinstrahlung auf den Kollektor ausreicht um die notwendigen Temperaturen für die neuartige Verdampfereinheit der Wärmepumpe zu liefern.

Der zugeführte Luftstrom kann auch durch die Solaranlage vorgewärmt werden, wodurch sich auch bei einer geringen Leistung der Solaranlage eine Erhöhung der Verdampfertemperatur ergibt. Dies hat Auswirkungen auf die Leistungszahl und somit auf den elektrischen Energieeinsatz.

Mit der neuen Hybrid-Wärmepumpe können deutlich höhere Leistungszahlen erzielt werden, da die Temperatur am Verdampfer durch die Solaranlage angehoben wird. Ferner wird zusätzlich der Ertrag einer Solarkollektoranlage nahezu verdoppelt.

Da es sich vom Grundprinzip um eine Außenluftwärmepumpe handelt kann die Wärmepumpe auch ohne die Hilfe der Solaranlage betrieben werden. Die übliche Vereisung eines Luftverdampfers wird bei herkömmliche Wärmepumpen durch den Einsatz von elektrischer Energie beseitigt.

Bei der Hybrid-Wärmepumpe kommt hierfür kostenlose Sonnenenergie zum Einsatz. Für die Sonnenkollektoren ergibt sich durch den Anschluss an die Verdampfereinheit ein zusätzlicher Nutzen. Im Sommer ist in der Regel immer ein solarer Überschuss an Energie vorhanden. Sei's durch die Sonneneinstrahlung oder durch verbrauchsabhängige Situationen, z. B. Urlaubszeiten. Bei überschüssiger Solarenergie wird über den Ventilator am Verdampfer der Solarkreislauf gekühlt. Damit ist sichergestellt, dass die Kollektoren nicht überkochen oder in den Stillstand kommen. Bei Überhitzung kann die Solarflüssigkeit Schaden nehmen oder die Flüssigkeit dampft ab.

Die Hybrid-Wärmepumpe ermöglicht auch die Kombination von unterschiedlichen Energiequellen. Falls die notwendigen Flächen für eine Energiequelle nicht vorhanden sind, so können auch verschiedene Energiequellen genutzt werden. So kann z. B. eine Teilfläche Erdkollektor mit einer Solarkollektorfläche ergänzt werden. Energie von Abwärme oder Prozesswärme kann kostengünstig genutzt werden.

Die Jahres-Leistungszahl der Hybrid-Wärmepumpe-Anlage ist nach dem derzeitigen Erkenntnissen, abgeleitet von den Versuchsanlagen, zwischen 4 und 5 je nach Betriebsbedingungen. Somit ist die Leistungszahl deutlich über die einer nur Außenluftwärmepumpe und auch über den Zahlen der Grundwasser- und Erdreichwärmepumpe.

Bei 100 % Heizenergie-Einsatz ist die einzusetzende notwendige elektrisch Antriebsenergie ca. 15 - max. 20 Prozent. Mit der Hybrid-Wärmepumpe ist eine einfache und kostengünstige Lösung möglich geworden Umweltenergie und Solarenergie zu nutzten.

Auch im Sanierungsbereich wo die bisherigen Energiequellen nicht zu erschließen waren. Eine Dachfläche für Solarkollektoren ist meist oder immer verfügbar.

Ferner arbeitet diese Anlage in der Übergangszeit und im Sommer ohne die elektrische Antriebsenergie für die Wärmepumpe, da die Kollektorleistung und Kollektortemperatur direkt dem Heizsystem zugeführt wird. Die Anlagen können monovalent oder auch bivalent z.B. mit einem Kachelofen-Heizeinsatz betrieben werden. Somit kann in extrem kalten Tagen der Kachelofen die Hybrid-Wärmepumpe unterstützen wodurch Strom gespart wird.

Ökologisch betrachtet wird mit der Hybrid-Wärmepumpe der Außenluft und damit der Atmosphäre Energie entzogen, und der Klimaerwärmung entgegengewirkt. Auch der Einsatz von Strom als Antriebsenergie ist gerechtfertigt, da durch die Hybrid-Wärmepumpe aus einem Teil Antriebsstrom das vier bis sechsfache in nutzbare Heizenergie umgesetzt wird.

Somit ist der Einsatz von drei Teilen Primär-Energie aus dem Kraftwerk mehr als ausgeglichen. Diese Technik ist eine echte Alternative zu den herkömmlichen Brennstoffen wie Öl, Gas oder Pellet. Die Einsatzmöglichkeit ist in den meisten Fällen gegeben, da keine Energiequelle erschlossen werden muss und ein vorhandenes Heizsystem durch Heizflächenvergrößerung angepasst werden kann. Die speziell entwickelte Verdampfereinheit ist patentiert. Deutsches Patent Nr. 10 2005 029 048.5-09.

Die Hybrid-Wärmepumpe wird von der Fa. ratiotherm GmbH & Co.KG in Dollnstein (Oberbayern) hergestellt und ist seit 2007 erfolgreich in den Markt eingeführt. Anfragen für diese Technik liegen bereits Europaweit vor.

Die höchste Effizienz dieser Technik basiert auch auf der einzigartigen Hydraulik des OSKAR Energiemanagers und der damit verbundenen. energetisch optimalen Einbringung kleinster Wärmemengen.

Die punktgenaue und Verwirbelungsfreie Einlagerung im Schichtspeichersystem OSKAR führt sowohl bei der solaren Deckung als auch bei der Heißgasentwärmung der Wärmepumpe zu Energieniveaus, die für die hygienische Trinkwassererwärmung zur Verfügung stehen.

Das System ergänzt die Leistungspalette des OSKAR Energiemanaments der Dollnsteiner Heizungstüftler nun um ein eigenes komplettes Heizungssystem.

Kontakt

Ratiotherm GmbH & Co. KG
Wellheimer Strasse 34
D-91795 Dollnstein
Anton Fellner
Geschäftsführer
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