Diese Veranstaltung mit zwölf Vorträgen wird wieder von der Technischen Universität Dresden, GWT, DKV und IZW organisiert. Prof. Hesse wird die Veranstaltung leiten. Als Keynote Sprecher konnte Prof. Radermacher von der University Maryland zum Thema Ausblick auf die Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik gewonnen werden.
Basierend auf einer kurzen Diskussion bezüglich eines langfristigen, optimalen Energieversorgungsszenarios, wird das zukünftige Leistungspotential von Wärmepumpen beschrieben. Dies schließt sowohl Beispiele von evolutionären und revolutionären Komponenten- und Systemverbesserungen ein, als auch neue Möglichkeiten der Systemintegration, wie beispielsweise getrenntes latentes und sensibles Kühlen, wärmepumpenbetriebene thermische Speicher u.a. Es werden Konstruktionsmethoden vorgestellt, die auf exakten mathematischen Optimierungen beruhen und neue Wärmepumpenmethoden vorgestellt, die erst ganz am Anfang ihrer Erforschung und Entwicklung stehen.
Die Veranstaltung informiert über die drei Themen:
Kältemittel Energiewende Speichertechnologien und Abwärmnutzung
Teil 1 Kältemittel:
Die Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik steht vor weiteren spannenden Aufgaben und Möglichkeiten. Beim Ausstieg aus den vollhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffen vor mehr als 20 Jahren kam die Branche erstmals in direkten Kontakt mit der Politik.
Nach der Verabschiedung der aktuellen F-Gase-VO werden unausweichliche Auswirkungen auf den Markt erkennbar. Außerdem sind zusätzliche nationale Restriktionen zu erwarten, die ein Ausloten der derzeitigen Möglichkeiten und eine Weiterentwicklung bestehender Technologien sowohl in der Forschung als auch in der praktischen Anwendung von Kältemitteln mit niedrigem GWP erforderlich machen.
Ausgewählter Vortrag: Forschungserkenntnisse mit Luft als Kältemittel
In der Tieftemperaturtechnik kommen bisher fast ausschließlich synthetische F-Gase zur Kälteerzeugung zum Einsatz. Brennbare Kältemittel konnten sich aufgrund der sehr hohen Sicherheitsanforderungen nur bei kleineren Anlagen durchsetzen. Aus diesem Grund wurde im Rahmen eines Forschungsvorhabens grundsätzlich untersucht, inwieweit natürliche, nicht brennbare Kältemittel in Tieftemperaturanlagen als Ersatz für die synthetischen F-Gase mit sehr hohem Treibhauspotential (GWP bis zu 13.000) genutzt werden können.
Realisiert wurde in diesem Zusammenhang ein Joule-Prozess. Mit Hilfe von Messungen und verschiedenen Modifikationen konnten ausschlaggebende Erkenntnisse zur Effizienz und Kälteleistung gewonnen werden.
Teil 2 Energiewende:
Die Energiewende bezeichnet den Wechsel der Energiebereitstellung von fossilen Brenn- und Kernbrennstoffen auf erneuerbare Energien wie Wasserkraft, Geothermie, Wind- und Solarenergie. Des Weiteren wird die Energiewende durch die Reduktion des Stromverbrauchs, d.h. durch effizientere Anlagen und Energieeinsparung vorangetrieben.
Aus Sicht der Energieversorger sowie der Anwender in der Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik werden Chancen für eine erfolgreiche Energiewende aufgezeigt und mit jetzt schon bestehender Technik wichtige Beiträge geleistet.
Ausgewählter Vortrag: Nutzung von Wärmepumpen für die gewerbliche Textiltrocknung
Die Energieeffizienz von Geräten ist bedingt durch steigende Energiepreise und klimatische Veränderungen für alle Branchen wichtiger denn je. Der Anspruch, das Klima zu schützen und die Umwelt zu schonen, und zugleich wirtschaftlich zu arbeiten, stellt besonders die gewerblichen Wäschereien vor erhebliche Herausforderungen. Durch den massiven Wettbewerb der letzten Jahre, gekennzeichnet durch Zentralisierung und Verlagerung, steht die gesamte Branche unter einem erheblichen Kostendruck, während Kapital für Investitionen häufig nicht vorhanden ist. Bisherige Konzepte zur energetischen Sanierung mittels Wärmerückgewinnung konnten deshalb häufig nicht umgesetzt werden.
Am Beispiel eines gewerblichen Wärmepumpentrockners für bis zu 16 kg Wäsche wird gezeigt, wie die bisherigen Probleme gelöst wurden und die Wärmepumpentechnologie auch in kritischen Anwendungen eingesetzt werden kann. Es wird dargestellt, welche Herausforderungen sich auf Grund der geringen Temperaturen, der hohen Feinstaubbelastung und der hohen Umgebungstemperaturen im Zuge der Entwicklung ergeben haben und wie sich der Einsatz der Wärmepumpen auch in Anwendungen mit hohem Leistungsdruck etablieren kann.
Dabei ermöglicht der Einsatz der Wärmepumpe eine Reduzierung der Energiekosten von über 50 Prozent. Dieser technologische Fortschritt lässt vermuten, dass zukünftig auch der bisher ungeregelte Markt der Wäschereimaschinen durch gesetzliche Auflagen oder Energielabels zur Sparsamkeit gezwungen wird.
Teil 3 Speichertechnologien und Abwärmenutzung:
Im Zuge der Energiewende stehen vor allem Prozesse im Vordergrund, die bis dato „verlorene Energie“ in nutzbare umwandeln. Auch in Zukunft wird die Erzeugung, Speicherung und der Verbrauch elektrischer Energie nahezu gleichzeitig erfolgen.
Die derzeitigen Technologien im Bereich der regenerativen Strombereitstellung können jedoch nur Spitzenlastzeiten abdecken. Speichertechnologien, die variable Schwankungsmuster von Solar- und Windenergie abdecken sowie die Entwicklung von effizienten Anlagen zur Abwärmenutzung stehen im Fokus der derzeitigen Forschung und zeigen das große Potential der Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik auf.
Ausgewählter Vortrag: Abwärmenutzung und Speicherung – Neuartiges Anlagenkonzept zur Kältebereitstellung unter 0 °C
Um die Betriebsstunden von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) weiter zu erhöhen, kann im Sommer die Abwärme der Stromerzeugung zur Bereitstellung von Kälte auch im Bereich unter 0 °C genutzt werden. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde eine neuartige Anlage zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) konzipiert und thermodynamisch optimiert. Über die Untersuchung verschiedener Lastfälle an einer Prototyp-Anlage kann das Potential der Wirtschaftlichkeit des Anlagenkonzeptes nachgewiesen werden. Innerhalb des Versuchsstandes ist eine Kombination der 25 kW-Resorptionskältemaschine mit einem Verbund aus fünf Eisspeichern, die einzeln angesteuert werden können, realisiert. Damit können die Beladungskurven der einzelnen Eisspeicher nahezu linearisiert werden und eine kontinuierliche Be- und Entladung wird ermöglicht.
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