Wärmequelle Luft für Retrofitwärmepumpen

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 42398

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0074;F-Wärmepumpen und Kälte

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Wärmequelle Luft für Retrofitwärmepumpen

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Das Projekt untersucht zwei Luftkühler für Wärmepumpen mit Heizleistungen von 11 kW bzw. 20 kW. Ein Rechenmodell ?Luftkühler, Rohrleitung, Verdampfer? berechnet den Druckverlust sole-seitig und den Wärmeübergang, um ein geeignetes Wärmeträgermedium auszuwählen. Sieben verschiedene Wärmeträgermedien werden verglichen: - Propylenglykol Aseol-Solera 81-72 (45 Vol-%)- Monoethylenglykol (40 Vol-%)- Tyfoxit F30 - CaCl2-Wasser-Lösung (24 Vol-%)- Methanol-Wasser-Lösung (31 Vol-%)- Temper ?30- Ethanol-Wasser-Lösung (42 Massen-%)Aseol-Solera hat die schlechtesten Eigenschaften. Tyfoxit F30 und die CaCl2-Lösung sind bezüglich Kor-rosion sehr problematisch. Die beiden Alkohol-Lösungen können nur bedingt eingesetzt werden, da sie Flamm-punkte im Bereich der Raumtemperatur aufweisen (Explosionsgefahr!). Temper -30 benötigt etwa 40 % bis 60 % weniger Pumpenleistung, als Aseol-Solera. Die Wärmeübertragungseigenschaften sind leicht besser. Eine Anlage wird mit Propylenglykol Aseol-Solera, die andere mit Temper -30 in Betrieb genommen. Für beide Maschinen wird für den Solekreislauf ein Rohr mit 50 mm Innendurchmesser verwendet. Weiter wird ein Modell des vereisten Luftkühlers gebildet, um dessen Wärmedurchgangskoeffizient k in Funktion der Eisdicke und dessen Wärmeleitfähigkeit zu bestimmen. Ebenfalls wird der Druckverlust luft-seitig in Funktion der Eisdicke berechnet. Wenn die Wärmeleitfähigkeit des Eises (Reifen) in dem vom Schnee- und Lawinenforschungsinstitut Davos (SLF) angegebenen Bereich liegt (0.5 W/mK bis 1.5 W/mK), hat sie keinen grossen Einfluss auf den k-Wert des Luftkühlers. Die Ventilatorkennlinie (Volumenstrom- Saugdruck) wurde messtechnisch ermittelt. Im Frühling 02 werden die Messungen der beiden Anlagen mit den theoretischen Berechnungen und Modellbildungen verglichen.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Fachhochschule Rapperswil HSR

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kopp,Thomas
Trüssel,Daniel
Deller,Martin
Baschnagel,Karl

Zugehörige Dokumente

• Wärmequelle Luft für Retrofitwärmepumpen - Jahresbericht 2001 [PDF] 179 kB

Schlussbericht (Deutsch)

Das Ziel der vorliegenden Untersuchung besteht in der Verbesserung einer Wärmepumpe, bei der mit Hilfe eines Luftkühlers und eines Wärmeträgermediums Wärme aus der Umgebungsluft in den Verdam-pfer transportiert wird.Es wird ein erstes Rechenmodell des Luftkühlers, der Rohrleitung und des Verdampfers gebildet, das acht verschiedene Wärmeträgermedien bezüglich Druckverlust im System und Wärmeübertragungs-eigenschaften vergleicht. Es sind dies:- Propylenglykol Aseol-Solera 81-72 (45 Vol-%)- Monoethylenglykol (40 Vol-%)- Tyfoxit F30- CaCl2-Wasser-Lösung (24 Vol-%)- Methanol-Wasser-Lösung (31 Vol-%)- Ethanol-Wasser-Lösung (42 Massen-%)- Temper ?30- Antifrogen KF (64 Vol-%)Das Wärmeträgermedium Aseol-Solera 81-72 weist die schlechtesten Eigenschaften auf. Tyfoxit F30 und die CaCl2-Lösung sind bezüglich Korrosion sehr problematisch. Die beiden Alkohol-Lösungen können nur bedingt eingesetzt werden, da sie Flammpunkte im Bereich der Raumtemperatur aufweisen. Tyfoxit F30 und Antifrogen KF sind etwa gleichwertig. Im Betrieb zeigt sich die Korrosivität von Temper. Antifrogen KF kann auch korrosiv sein, da es ebenfalls auf der Basis von Kaliumformiat aufbaut.Eine Anlage mit einer Heizleistung von 20 kW wurde mit Propylenglykol Aseol-Solera 81-72 (30 Vol-%) in Betrieb genommen. Während der Versuchsphase wurde Aseol-Solera durch Temper-20 von Aspen ausgetauscht. Durch die besseren Wärmeübertragungseigenschaften von Temper werden um ca. 6.5% höhere Leistungszahlen erreicht.Messungen des soleseitigen Druckverlustes eines 9.5 kW Luftkühlers haben gezeigt, dass die An-schlüsse etwa vier mal mehr Druckverlust verursachen als der Luftkühler selbst. In den Anschlüssen und den Rohrleitungen liegt also noch ein beträchtliches Optimierungspotential. ...

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kopp,Thomas
Trüssel,Daniel
Eggenschwiler,Kurt
Deller,Martin
Baschnagel,Karl

Zugehörige Dokumente

• Wärmequelle Luft für Retrofitwärmepumpen - Schlussbericht [PDF] 4'268 kB