Mithilfe der Wärmepumpen können drei zusätzliche Wärmequellen der BHKWs erschlossen werden.
In der überwiegenden Anzahl der BHKW-Erdgas-Motoren wird das Erdgas-Luft-Gemisch nach der Verdichtung in einem Turbolader zunächst in einem Hochtemperatur-Gemischkühler und danach in einem weiteren Niedertemperatur-Gemischkühler abgekühlt. Die Wärme aus dem NT-Kühler kann dabei in der Regel nicht genutzt werden und wird stattdessen über Tischkühler oder Kühltürme abgeführt. In Offenburg werden 2 x 98 kW thermischer Leistung mittels Wärmepumpe rückgewonnen.
Der Maschinenraum der Heizzentrale
muss während dem Betrieb der BHKWs kontinuierlich gekühlt werden. Auch diese Wärme befindet sich auf einem Temperaturniveau, welches eine direkte Nutzung
im Wärmenetz ausschließt. Über den Kühlwasserkreis der Wärmepumpe können 2 x 99 kW Abstrahlungswärme nutzbar gemacht werden.
Das Rauchgas stellt die Wärmequelle mit der höchsten Temperatur im BHKW dar. In Rauchgas-Wärmeübertragern wird das Abgas üblicherweise von etwa 400 °C auf 130 bis 120 °C abgekühlt. In einem zweiten Wärmeübertrager werden weitere 2 x 384 kW auf den Kühlwasserkreis der Wärmepumpe übertragen.
Nutzungsgrad angehoben
Die Wärmepumpe kühlt den gemeinsamen Kühlwasserkreis aller drei Wärmequellen von 26 °C auf 20 °C. Senkenseitig wird die Wärme dazu verwendet, den Rücklauf des Wärmenetzes auf bis zu 75 °C
anzuheben. Durch den Einsatz der Wärmepumpen wird der Nutzungsgrad der BHKWs in Zeiten mit hohen Vorlauftemperaturen im Wärmenetz von 88 auf 96 Prozent angehoben, in Zeiten mit niedrigen Vorlauftemperaturen sogar auf 105 Prozent.
Bei der Umsetzung von Projekten in Bestandsgebäuden sind neben dem technisch erschließbaren Potenzial auch die baulichen Gegebenheiten von Bedeutung. Das Besondere in Nachrüst-Projekten ist die Einbringsituation. Daher ist es wichtig, die Wärmepumpen so vorzubereiten, dass sie den räumlichen Gegebenheiten vor Ort entsprechen und ohne Schwierigkeiten ins Gebäude integriert werden können.
Im konkreten Fall hängt die Wärmepumpe mit vier Achtzylinder-Hubkolbenverdichtern seitlich gekippt am Kran. Für die Einbringung wurde am Rahmen ein Ausleger befestigt, der die Kranösen freidrehend hält. Der Ausleger wurde so konstruiert, dass der Einbringwinkel auf die Abmessungen des Schachtes abgestimmt ist. Nach dem Ablassen durch den Schacht kann die Wärmepumpe einfach abgesetzt und in der Endposition montiert werden. Die Einbringung wurde in Zusammenarbeit mit einer Spezialtransportfirma durchgeführt.
Fazit
Durch die anwendungsspezifisch gefertigten Wärmepumpen können alle Anforderungen erfüllt werden – bauseits sowie betreiberseitig. Der Strombezug der Wärmepumpen reduziert die Netto-Stromerzeugung lediglich um 6 Prozentpunkte von 43 auf 37 Prozent). Die Wärmeerzeugung wird allerdings um 22 Prozentpunkte von 46 auf 68 Prozent gesteigert. In Offenburg steigert der Verbund aus BHKW und Wärmepumpe den Nutzungsgrad auf bis zu 105 Prozent.
