25.08.2020

Zum Einsatz von Kompressionswärmepumpen zur Aufladung von (Phasenwechselmaterialien nutzenden) Latentwärmespeichern

Im Rahmen der Kombination einer KWP (Kompressionswärmepumpe) mit einem Wärmespeicher kann die Ladungstemperatur eines Wärmespeichers je nach Wärmebedarf reguliert werden. Die Ladungstemperatur ist vorrangig von der Art des eingesetzten  PCM (Phasenwechselmaterial) sowie den Parametern des KWP abhängig. Die wichtigsten Eigenschaften der gewählten PCM können auf der Internetseite https://www.rubitherm.eu/ eingesehen werden. Entscheidend für die Geschwindigkeit der Auf- und Entladung eines Wärmespeichers ist – wie bereits in den vorangegangen Studien hierzu gezeigt wurde – vor allem seine Geometrie (wie das Verhältnis zwischen Höhe oder Länge und Durchmesser sowie eine stehende bzw. liegende Anordnung). Die aus einem PCM hergestellten Bauteile eines Wärmespeichers wiederum können je nach Bedarf flach, walzenförmig, ringförmig oder in Kugelform etc. gestaltet sein. Abbildung 1 stellt konzeptionell die Kombination eines KWP-gestützten Heizungssystems mit einem Latentwärmespeicher sowie die einzelnen Be- und Entladungsprozesse dar.

Das System besteht aus einer unteren Wärmequelle, die im hier gewählten Falle der Erdboden (Erdwärme) ist, einer Kompressionswärmepumpe, einem (Latent-)Wärmespeicher sowie einer oberen Wärmequelle, an die die erzeugte Wärme abschließend abgegeben wird. Die KWP (sie setzt den Wärmestrom in Gang) lässt die Erdwärme der Temperatur zum Latentwärmespeicher strömen, woraufhin das PCM der Temperatur schmilzt. Dieser Vorgang beschreibt den Beladungsprozess des Wärmespeichers. In Abhängigkeit von den eingestellten Parametern der Wärmepumpe werden der erwünschte Wärmestrom sowie die erwünschte Temperatur erzielt.

 Mehr Inrormationen sind auf der Lernplattform zu finden.