NEWS rund um HVAC-Anlagen

Der europäische Markt für VRF/VRV-Systeme hatte 2024 ein Volumen von etwa 3,2 Milliarden Euro und wächst mit einer prognostizierten jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von rund 8,5 % in den nächsten fünf bis zehn Jahren.

Die Ende 2024 von DAIKIN angekündigte Markteinführung, seiner neuen VRV-Baureihe, die mit dem natürlichen Kältemittel R-744 (CO₂) betrieben wird unterstreicht die Wichtigkeit dieses Marktes für die führenden Hersteller.

VRF/VRV-Systeme bieten hohe Flexibilität, da sie gleichzeitiges Heizen und Kühlen in verschiedenen Zonen ermöglichen. Dies ist besonders für gewerbliche Gebäude, Hotels und moderne Wohnanlagen attraktiv.

In Innenstädten verbaut, treffen diese oft auf die Ruhebedürfnisse der Anwohner. Unser Modularen Schallhauben ermöglichen den Betrieb der Anlagen unter Einhaltung der lokalen Lärmvorschriften. Die freie Wahl der RAL-Farbe der Pulverbeschichtung ermöglicht zudem die Optische Integration in verschiedene Umgebungen.

Ob die Anlagen auf einem Flachdach, Zwischendach am Boden auf einem Betonfundament oder aufgeständert auf einem Montagrahmen installiert sind, spielt keine Rolle. Die Modulare Bauweise ermöglicht die Anpassung an die gegebenen Umstände.

Die Auslegung der Schallhauben basiert immer auf den benötigten Luftvolumen, der Luftgeschwindigkeit und der Luftführung, die möglichst von Schallsensiblen Bereichen weggeführt wird.

Bei einer Verwendung für das Kühlen und Heizen müssen die benötigten Luftvolumen auf den Heizbetrieb ausgelegt werden da benötigte Luftmenge wesentlich höher ist als im Kühlmodus. Die offenen Flächen für den Lufteintritt werden so dimensioniert das eine Luftgeschwindigkeit von 4 Metern/sec nicht überschritten wird, beim Luftaustritt rechnen wir eine maximale Luftgeschwindigkeit von 6 Metern/sec, damit stellen wir sicher das auftretender Wasserdampf, der bei der Abtauung der Anlage entsteht, rasch aus den Hauben ausgetragen um eine Vereisung zu verhindern. .

Für die Innenisolation der Schallhauben, die komplett Aluminium gefertigt sind gibt es in 2 Varianten. StratocellWhisper mit einer Stärke von 40 mm und für besonders hohe Anforderungen mit einer Stärke von 60 mm, dort wo besonders tiefe Schall-Frequenzen reduziert werden müssen.

Da die Anlage vielfach auf Flachdächern stehen kommt der Windlastsicherung eine besondere Rolle zu. Unser Kollegen Marc Müller in Hamburg Marc Müller ist unser Spezialisten zu diesem Thema der die beste Lösung gemäss Projektanforderungen findet. Nachdem unsere Schallhauben nun komplett in Deutschland gefertigt werden, war es auch Marc Müller, der in den letzten Monaten verschiedene lokale Montagteams aufgebaut hat und weitere aufbaut. Sein Einsatz ist hier verdankt. Durch seinen Effort können wir nun die Vorort-Installation in allen Regionen Deutschlands anbieten.

Aus der Produktion in Deutschland werden vor allem Kunden aus Deutschland, Schweiz, Osterreich, Frankreich und den Benelux Länder beliefert. ​

Bei einem kleineren Spital in Frankreich haben wir eine Schallhaube für einen Rückkühler, der zur Kühlung des OP-Traktes und der Computertomographen dient, installiert.

Die Schallhaube wurde benötigt, um die Schallemissionen des Rückkühlers zum dem Bettentrakt zu reduzieren. Der Rückkühler bewegt auf Vollast 28‘000 m3/h. Der Rückkühler wurde direkt anliegend an den Technikraum im Erdgeschoss installiert. In dem Technikraum sind unter anderem 6 Wärmepumpenboiler mit je einem Fassungsvermögen von 500 Liter installiert. Der Technikraum wird nicht beheizt.
Rasch entstand die Idee einen Teil der warmen Abluft des Rückkühlers zur Temperauranhebung im Technikraum zu nutzen und damit die Brauchwassermenge von 3‘000 Litern zu alimentieren.

Da die Wärmepumpenboiler die Umgebungsluft nutzen wurde ein Thermisch Isolierter Kanal mit Verstellbaren Lamellen direkt an der Abluftseite der Schallhaube installiert, um einen Teil der warmen Abluft in den Technikraum zu leiten.

Der freie Querschnitt, der bei voller Oeffnung der Lamellen beträgt, 1.94 m2 und ist damit auf einen Volllastbetrieb der Kälteanlage von 28‘000 m3/h bei einer Luftgeschwindigkeit von 4 Meter/sec. ausgelegt. Die Steuerung der Position der Lamellen wird über einen Druck- und Temperatursensor gesteuert. Die Lamellenposition kann damit zwischen 0° und 90° positioniert werden.

Damit wird das Delta-T für die Brauchwasseraufbereitung gesenkt, respektive ein Temperaturhub des Brauchwassers erreicht. Pro Wärmepumpenboiler werden auf Vollast rund 1‘000 m3/h an Luftvolumen gebraucht. Bei Volllast von der 6 Wärmepumpenboiler die das Brauchwasser für die obenliegende Waschküche, die Sterilisation und der Küche bereitstellen insgesamt ein Luftvolumen 6‘000 m3/h.
Um die kalte Abluft aus dem Raum zu bringen, wurde ein Thermisch Isolierter Kanal mit einem Querschnitt von 0.417 m2 installiert, der direkt mit den Abluftstutzen der Wärmepumpenboiler verbunden wurde. Damit wird die ganze Abluft nach Aussen abgeführt. Bei Volllast der 6 Wärmepumpenboiler haben wir in dem Kanal eine Luftgeschwindigkeit von maximal 4 Meter/sec.

Eine Lastgangmessung, die nun über die nächsten 12 Monate wir zeigen wie viel Strom sich bei der Brauchwasser-Aufbereitung, mit diesem Konzept sparen lässt.

Neben der Schallreduktion des Rückkühlers wurde bereits erreicht, dass in dem Technikraum nicht mehr zu einem Unterdruck und zur Raumauskühlung bei dem Betrieb der Wärmepumpenboiler kommt.
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Bei diesem Projekt konnten die nachstehenden Vorteile genutzt werden. Installation des Rückkühlers direkt in kleinster Distanz zum Technikraum und der Umstand der bereits bestehenden Wärmepumpenboiler. 

Bildlegende:
) Wärmepumpenboiler 2) Lufteintrittskanal 3) Wasserleitung 4) Abluftkanal 5) Verbraucher (Waschmaschine etc..) 6) Schallhaube Rückkühler 7) Kaltlufteintritt 8) Warmluft Rückkühler 9) Service-Zugang in der Schallhaube zum Rückkühler

Köln
Europas größte Flusswasser-Wärmepumpe / Leistung: 150 MW / Versorgte Haushalte: ca. 50.000 / Investitionsvolumen: rund 280 Millionen Euro, davon ca. 100 Millionen Euro öffentliche Förderung (Bund und EU)
Technologie: Nutzung des Rheins als Wärmequelle, Wärmepumpe arbeitet mit natürlichem Kältemittel in geschlossenem Kreislauf, Wasser wird auf bis zu 110 °C erhitzt. Beitrag: Ersetzt fossile Brennstoffe, spart jährlich ca. 100.000 Tonnen CO2 ein, erhöht Fernwärmekapazität in Köln um rund 15 %

Wien
Großwärmepumpe mit Abwasserwärme
Leistung: bis zu 110 MW (nach Fertigstellung 2027) / Versorgte Haushalte: bis zu 112.000 / Technologie: Nutzung der Abwärme von gereinigtem Klärwasser aus der Kläranlage Simmering, Stromversorgung aus Wasserkraft (Donaukraftwerk Freudenau) / Bauzeit: Bau begann 2022
Beitrag: Klimaneutrale Fernwärme, 100 % erneuerbare Energiequellen,

Bereits seit 2019 nutzt Wien Energie eine vergleichbare Anlage beim Kraftwerk Simmering

Weitere Großwärmepumpen-Projekte

In Dänemark (Esbjerg)
wurde die weltweit größte CO2-basierte Seewasserwärmepumpe von MAN Energy Solutions in Betrieb genommen (70 MW).

BASF plant die weltweit leistungsfähigste industrielle Wärmepumpe, die statt Heizwärme Dampf erzeugt. Die Anlage soll bis zu 500.000 Tonnen Dampf pro Jahr liefern und etwa 100.000 Tonnen CO2-Emissionen einsparen. Inbetriebnahme ist 2027 geplant. Zudem wird eine weitere Wärmepumpe auf einer BASF-Kläranlage geprüft, die Heizwärme für das Fernwärmenetz Ludwigshafen/Frankenthal liefern könnte.

Aalborg (Dänemark)
Dort entsteht eine Meerwasser-Wärmepumpe bestehend aus vier 44-MW-Aggregaten mit einer Gesamtleistung von 177 MW. Die Anlage soll 2027 in Betrieb gehen und rund ein Drittel der Wärmeversorgung der Stadt abdecken, dabei jährlich etwa 210.000 Tonnen CO2 einsparen. Das Kohlekraftwerk der Stadt soll 2028 stillgelegt.

Helsinki (Finnland)
Eine Luft-Wasser-Großwärmepumpe mit 20 bis 33 MW Leistung wird ab 2026 rund 30.000 Haushalte mit klimaneutraler Fernwärme versorgen und etwa 26.000 Tonnen CO2 einsparen. Es handelt sich um die weltweit größte Luft-Wasser-Wärmepumpe für Fernwärme.

Stockholm
In Stockholm sind bereits Großwärmepumpen mit insgesamt 420 MW Wärmeleistung in das Fernwärmesystem integriert. Weitere Anlagen mit bis zu 180 MW Systemleistung durch mehrere Aggregate sind in Betrieb. Diese skandinavischen Projekte dienen als wichtige Vorbilder für den Ausbau in Deutschland und anderen Ländern.

Im Rahmen des Reallabors GWP sind weitere mit Anlagen bis zu 22 MW pro Projekt geplant. https://lnkd.in/d8ssyTAW

Die Inbetriebnahmen konzentrieren sich auf die Jahre 2026 bis 2028, flankiert von umfangreichen Investitionen und Förderungen.

Der Einsatz von zentrale Wärmepumpen und Kältanlage für die Versorgung von Quartieren oder für die Alimentierung von Fernwärmenetze wird immer mehr zum Thema. Dabei sprechen wir von Anlagen mit sehr hohen Luftvolumen und Mehrstufigen Kompressoren.
 
Bei der Planung von solchen Anlage, ist der Schallschutz in reinen Wohngebieten sowohl als auch in Mischgebieten ein zentrales Thema. Mit Passiven Schallmassnahmen, wie Schallhauben, Schallwände oder Schallkulissen lassen sich hohe Frequenz gut kontrollieren. Häufig werden aber bei der Planung, die Tiefen Schallfrequenzen zwischen 32 bis 500 Hz zu einem Unsicherheitsfaktor was die Schallemissionen im Effektiven Betrieb angeht.
 
Bei unseren neusten Schallhauben für Grossprojekte integrieren wir deshalb ANC-Technologie direkt in unser Schallhauben-Design. Damit kombinieren wir Passiven und Aktiven Schallschutz in unseren Einhausungen. Die ersten Pilotprojekt mit dieser Kombination sind nun am Start.
 
Die grosse Herausforderung die wir bereits heute sehen ist die rasche Adaption des ANC Gegenschalls auf die sich rasch verändernden Betriebszustände der Anlagen, die laufende das zu reduzierende Schallfeld verändern. Die richtige Platzierung der Sensoren und Aktoren und die rasche Verarbeitung von einer grossen Datenmenge (Signale) werden die nächsten Meilensteinen im praktischen Betrieb sein. In der Kombination von IoT, die bei modernen Wärmepumpen und Kälteanlagen heute zum Standard-Setup gehört und KI liegen die nachstehenden Entwicklungsstufen, um die Sensordaten für die prädiktive Steuerung der ANC-Technik auszuwerten.
 

Nach unserer Einschätzung rechnet sich die Kombination von ANC-Technologie und passivem Schallschutz zum heutigen Stand der Technik nur bei Großanlagen. Bei kleineren Anlagen im Bereich von kleinen Wohngebäuden braucht es noch einige Zeit, bis sich der Einsatz von ANC-Technologie auch wirtschaftlich rechtfertigen lässt.

Wärmepumpen und Kälteanlagen stehen im Spannungsfeld zwischen energieeffizienter Leistungserbringung und akustischer Nachbarschaftsverträglichkeit.

Ein zentrales Phänomen in diesem Kontext sind Schallm​askierungseffekte, die sowohl die technische Auslegung als auch die akustische Wahrnehmung dieser Systeme maßgeblich beeinflussen. Diese Effekte entstehen durch die komplexe Interaktion verschiedener Frequenzbereiche und Betriebszustände, die oft zu unerwarteten Lärmemissionen führen, selbst wenn Einzelkomponenten optimiert wurden.

Schallmaskierungseffekte beschreiben das Phänomen, bei dem die Reduktion bestimmter Frequenzbereiche dazu führt, dass andere Frequenzanteile subjektiv lauter wahrgenommen werden. Dieser Effekt basiert auf psychoakustischen Wechselwirkungen: Das menschliche Gehör kann tiefe Frequenzen schlechter lokalisieren und empfindet sie bei reduzierter Hintergrundgeräuschkulisse als dominanter. Bei Wärmepumpen entstehen solche Effekte typischerweise durch:

1) Frequenzüberlagerungen zwischen Ventilatorgeräuschen (meist mittlere bis hohe Frequenzen) und Kompressorschall (tiefe Frequenzen).

2) Betriebszustands abhängige Modulation, wie sie typischerweise bei Enteisungszyklen, bei L/W Wärmepumpen, bei denen Drehzahländerungen der Ventilatoren das Frequenzspektrum verschieben.

3) Reflektion an Gebäudestrukturen, die bestimmte Frequenzbänder durch konstruktive Interferenz verstärken.

Luft-Wasser-Wärmepumpen emittieren Schall im Bereich von 30–70 dB(A), wobei die kritischen Frequenzbänder zwischen 63 Hz (tiefes Brummen) und 4 kHz (hohes Surren) liegen.

Maskierungseffekte treten besonders dann auf, wenn durch Schalldämmmaßnahmen hohe Frequenzen gedämpft werden, wodurch tiefe Frequenzanteile relativer hervortreten. Beispielsweise kann die Absenkung eines 2-kHz-Signals um 10 dB(A) dazu führen, dass ein 100-Hz-Brummen um 6–8 dB(A) lauter empfunden wird

Ein Hauptverursacher von Maskierungseffekten sind thermodynamisch bedingte Betriebszustandsänderungen. Bei Lufttemperaturen um 0°C mit hoher Luftfeuchtigkeit bildet sich an den Verdampfer Lamellen Eis, was zu folgenden Effekten führt:

4) Druckverluste im Luftstrom erzwingen höhere Ventilatordrehzahlen (Frequenzanstieg um 15–30%).

5) Kompressor Last Wechsel bei der Umstellung auf Enteisungsmodi erzeugen impulsartige niederfrequente Schwingungen.

6) Materialdehnung an vereisten Bauteilen verursachen zusätzliche Resonanzen im 80–200-Hz-Bereich.

Diese dynamischen Veränderungen überlagern das Grundgeräuschspektrum und führen zu nichtlinearen Maskierungseffekten, die durch stationäre Schallmessungen kaum erfassbar sind.

Die Interaktion dieser Spektren führt zu komplexen Überlagerungen. So kann beispielsweise die 100-Hz-Komponente des Kompressors die Wahrnehmung von 800-Hz-Ventilatortönen unterdrücken, während gleichzeitig Oberwellen bei 1600 Hz durch Resonanzen im Gehäuse verstärkt, werden. 

Deflektorhauben auf Dächern können den Schall in Lüftungsanlagen erheblich beeinflussen. Nachfolgend sind die wichtigsten Aspekte zur Geräuschentwicklung von Abluft-Deflektorhauben aufgeführt.

Moderne Deflektorhauben sind strömungstechnisch optimiert und minimieren dadurch Strömungsgeräusche. Dies ist besonders wichtig bei Standorten mit verdichteter Bauweise, in denen Lärmklagen der Anrainer rasch zu Lärmklagen führen können.

1. Der Schallleistungspegel einer Deflektorhaube hängt von verschiedenen Faktoren ab:
2. Größere Hauben haben tendenziell einen höheren Schallleistungspegel.
3. Mit zunehmendem Volumenstrom steigt der Schallleistungspegel.
4. Die Form, respektive die Geometrie der Haube beeinflusst die Schallentstehung.

Beispielsweise kann der Schallleistungspegel einer quadratischen Haube mit den Abmessungen 600 x 600 mm bei einem Volumenstrom von 10.000 m³/h ca. 64 dB(A) betragen.

Deflektorhauben leiten die Abluft vertikal nach oben, wodurch der Schall in der unmittelbaren Umgebung reduziert werden kann. Dies ist vorteilhaft, wenn sich in der Nähe Fenster oder Ansaugöffnungen befinden. Sind aber Schallharte Wände in unmittelbarer Nähe kann der Schall in die Umgebung emittiert werden, was rasch zu klagen von Anrainer führen kann.

Um die Geräuschentwicklung zu minimieren, sollten folgende Punkte beachtet werden:

1. Eine Anströmgeschwindigkeit von 6-8 m/sec kann zu einer optimalen Schallreduzierung beitragen.
2. Die Verwendung von schallabsorbierenden Materialien kann den Gesamtschallpegel reduzieren. Meist sind aber Deflektorhauben komplett unisoliert.
3. Die richtige Dimensionierung der Abzugshaube ist entscheidend für die Lärmminderung.

Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren kann der Schall von Abluft-Deflektorhauben effektiv kontrolliert und minimiert werden reicht dies nicht lassen sich Deflektorhauben zusätzlich mit unseren modularen Schallhauben ummanteln und der Luftaustritt zusätzlich verlängern.

Die Schallhauben Innenseite ist mit einer 40 mm Isolation «StatocellWhisper FR» mit einer Dicke von 40 mm ausgekleidet. Gerade bei Deflektor Ablufthauben von Groß Küchen bietet diese Isolation den Vorteil das Sie mit einem Hochdruckreiniger abgespritzt werden kann und damit periodisch von Fettablagerungen durch die Küchenluft gereinigt werden kann.

Die Verlängerung des Abluftkanal der Deflektorhaube bietet zudem den Vorteil einer Optimalen Schallabsorption auch bei hohen Luftgeschwindigkeit da sich die Schallwellen auf dem Weg zum Luftaustritt an der Schallisolation reiben. 

Der Einsatz von KI-Tools spart uns bereits heute viel Zeit bei der Planung, Auslegung und Produktion unserer Schallhauben für Wärmepumpen und Kälteanlagen.

Berechnung von Ventilator-Kennzahlen, Luftvolumen, Druckverlusten und zum Beispiel der Optimalen Luftgeschwindigkeiten, können durch den KI-Einsatz stark beschleunigt werden. Weiterhin vereinfacht der gezielte Einsatz von KI-Tool die Prognose zu Schallemissionen und Schallimmissionen unter Berücksichtigung verschiedener Atmosphärischer- und Topografischen- Bedingungen.

Der Einsatz von KI in der Produktion dient der Vierschnittoptimierung des Rohmaterials wie Isolation, Alubleche und Rahmenprofilen und verkürzt damit die Produktionsplanung.

Der KI Einsatz löst hier keine Fragestellung die sich nicht auch ohne KI beantworten lassen, beschleunigt aber den Prozess zur Antwortfindung enorm.

Der Ankündigung von Perplexity "DeepSeek R1"in seine KI-Plattform zu integrieren bietet die Möglichkeit Innerhalb des Perplexity Frameworks auf auf die logischen Fähigkeiten von DeepSeek zuzugreifen verspricht nochmals eine Optimierung der Leistung von KI Tools bei Mathematischen und Physikalischen Fragestellung zum Nutzen bei der Planung Technischer Gebäudetechnik.

Die letzten 2 Tage des Monates Januar haben wir uns in Hamburg intensiv über die zukünftigen Projekte, Veränderungen und Optimierungen in unseren Unternehmen ausgetauscht.

Besonders im Fokus standen aktuelle und bevorstehende Projekte. Wir haben konkrete Optimierungsmaßnahmen besprochen, um unsere Prozesse noch nachhaltiger und effizienter zu gestalten, der Einsatz von KI war dabei ein Schwerpunkt. Die digitale Einbindung der Produktion und Installateuren war dabei besonders wertvoll, um die bestmöglichen Lösungen für unsere Kunden zu entwickeln.

Zum Abschluss haben wir noch ein Objekt besucht, wo in den nächsten Wochen unsere Schallhaube für zwei große Wärmepumpen installiert wird – eine Maßnahme, die sowohl die Lärmemissionen reduziert als auch die Energieeffizienz optimiert.

Mit vielen neuen Impulsen und einer klaren Vision gehen wir motiviert die nächsten Schritte an. 

Eine Gruppe von Ingenieuren der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat sich nun auch für die Entwicklung von Thermoakustischen Wärmepumpen und Kälteanlagen aufgemacht. Dies nachdem entsprechende Forschungsprojekte der EU bereits im Jahr 2016 injiziert wurden. Mit dem FHDTAR/HDTAHP-System für Wärmepumpen wurde ein Projekt ausgelegt das auf hohe Heiztemperaturen ausgelegt ist.

Das neue System wird als “vielversprechende Technologie für kohlenstoffarmes, hocheffizientes und zuverlässiges Kühlen und Heizen” bezeichnet.

Das HDTAR/HDTAHP-System nutzt den umgekehrten thermoakustischen Effekt, um Kälte oder Wärme zu erzeugen. Als Arbeitsmedium wird Helium oder Stickstoff verwendet. Eine eingebettete thermoakustische Maschine (TAE) nutzt die Resonanz einer stehenden Welle im Arbeitsmedium, um Wärme in akustische Energie umzuwandeln.

Kombination mit PV-Energie
Das System kann leicht mit PV-Energie kombiniert werden. Beispielsweise kann bei der photovoltaischen Stromerzeugung eine beträchtliche Menge an Abwärme erzeugt werden, die als Kältequelle in unserem thermoakustischen Wärmepumpensystem genutzt werden kann und deren Temperatur angehoben werden kann, um verschiedene Heizanforderungen zu erfüllen”, sagt Ercang Luo, der korrespondierende Autor der Studie.

Technik
Das Gerät ist mit einem Stufenkolben ausgestattet, der dazu dient, die Ausgangsschallleistung der direkt gekoppelten Einheit zu trennen. Außerdem soll er einen Teil der Schallleistung in den Regenerator der TAE-Untereinheit und den Rest in die TAR/TAHP-Untereinheit leiten, um eine akustische Leistungsanpassung zu ermöglichen.

„Sowohl die Ausgangsschallleistung der TAE-Untereinheit als auch die umgeleitete Schallleistung gelangen in die TAR/TAHP-Untereinheit. In der TAR/TAHP-Untereinheit wird die akustische Leistung verbraucht und die Wärme kontinuierlich aus dem kälteseitigen Wärmetauscher gepumpt“, so die Forscher, „die aus der TAR/TAHP austretende akustische Leistung wird über einen Resonator zum Eingang der Direktkopplungseinheit zurückgeführt. Insofern schließt das System hier einen vollständigen Kreislauf“.
Mit Hilfe der Berechnungssoftware Sage simulierten die Wissenschaftler die Leistung des SP-basierten Systems im Vergleich zu einem Referenzgerät mit konventionellem mechanischem Kolben. Die Ergebnisse zeigten, dass das System mit dem SP einen COP von 1,694 erreichte, während das Referenzgerät nur auf einen Wert von 0,6825 kam.

Den Forschern zufolge ist der große Unterschied auf die Heiztemperatur des Referenzsystems zurückzuführen, die „stark“ durch die Umgebungs- und Kaltseitentemperaturen begrenzt ist. „Eine Änderung der Heiztemperatur führt zu einem Missverhältnis zwischen der Schallleistungserzeugung in der TAE-Untereinheit und dem Schallleistungsverbrauch in der TAR/TAHP-Untereinheit und schließlich zu einer Verschlechterung der Gesamtkühlleistung.“

Bei einer Heiztemperatur von etwa 500 °C sollte das System eine dreimal höhere Effizienz erreichen können, so die Wissenschaftler. Verantwortlich für die verbesserte Kühlleistung bei höheren Heiztemperaturen sei die verbesserte Wärme-zu-Schall-Umwandlungseffizienz in der TAE-Untereinheit. „Die neue Konfiguration weist aufgrund der Bypasskomponente unterschiedliche Schallfeldverteilungen auf und kann die Energieverluste im Motorregenerator deutlich reduzieren.“
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„Wir haben die Kosten nicht abgeschätzt und mit dem herkömmlichen Absorptionskühlsystem verglichen, aber es wird erwartet, dass dieses Kälte-Wärmepumpensystem in Zukunft kostengünstig sein wird“, sagte Luo zu den Kosten.

Das Projekt AHEAD (Advanced Heat Pump Demonstrator) ist ein innovatives Forschungsprojekt zur Entwicklung und Erprobung einer neuartigen dampferzeugenden Wärmepumpe für industrielle Anwendungen (Industrielle Prozesswärme <200°C)

Kernpunkte des AHEAD-Projekts
Entwicklung einer CO2-freien Dampferzeugung für industrielle Prozesse, insbesondere in der pharmazeutischen Industrie.

Technologie
Dampf erzeugende Wärmepumpe kombiniert mit Dampfkompressor.
Nutzung der Abwärme aus Kälteprozessen (65-70°C) als "Vorwärme"

Erwärmung und Verdampfung des Wassers auf ca. 130°C durch die Wärmepumpe.

Verdichtung des Dampfes auf 11 bar und Aufheizung auf über 184°C
Kältemittel: ausschließlich natürliche Kältemittel (z.B. Butan)

Bedeutung
CO2-Einsparung: Bis zu 90% CO2-Reduktion, entspricht ca. 1600-1900 Tonnen CO2 pro Jahr1

Bedeutung für die Industrie
Das AHEAD-Projekt hat großes Potenzial für die Dekarbonisierung verschiedener Industriesektoren wie zum Beispiel:
Pharmazeutische Industrie / Papierindustrie / Chemische Industrie / Nahrungsmittelindustrie

Damit können rund 37% des Prozesswärmebedarfs der europäischen Industrie im Temperaturbereich unter 200°C abgedeckt werden.

Projektpartner
Takeda (Pharmaunternehmen) / AIT Österreichisches Institut für Technologie/ SPH Sustainable Process Heat GmbH (Hersteller von Wärmepumpen) / Bundesministerium für Klima, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie / Klima- und Energiefonds.

https://www.konstruktion-entwicklung.de/bis-zu-200degc-prozesswaerme-aus-abwaerme-generieren​

Wir werden oft gefragt wie gross den der Leistungsverlust einer Wärmepumpe-, Klima- oder Kälteanlage ist, wenn diese mit einer Schalldämmhaube versehen wird.

Um darauf eine Antwort zugeben, müssen wir erstmal feststellen, welche Ventilator Kennzahlen die Anlage aufweist, respektive wie gross die statische Pressung der Ventilatoren in Pascal ist. Vielfach werden bei diesen Anlagen Axial Ventilatoren mit einer maximalen statischen Pressung von 20 Pascal eingesetzt. Sind die Anlagen zusätzlich für die Wärmerückgewinnung ausgelegt liegt die statische Pressung meist wesentlich höher da die Luft über entsprechende Kanäle abgeführt werden muss.

Axial Ventilatoren eigenen sich für grosse Luftvolumen die über geringen Strecken transportiert werden müssen, also typisch bei dem Einsatz von Wärmepumpen, Klima- und Kälteanlagen mit direktem Luftauslass in Horizontaler oder Vertikaler Richtung. Radialventilatoren erzeugen in der Regel konstruktionsbedingt einen wesentlich höheren Druck als Axialventilatoren und eignen sich daher zum Absaugen von Luft über grössere Distanzen bei denen Abzweigungen oder Bögen einen erheblichen Druckverlust verursachen.

Was bedeutet dies bei der Auslegung von Schallhauben?
Für die Anlagen, die in der Mehrheit mit Axialventilatoren ausgelegt sind, ist es wichtig das Schallhauben Volumen so zu dimensionieren das die von der Anlage benötigte Luftmenge durch den beschränkten Atmosphärischen Raum der Schallhaube transportiert werden kann. Entscheidend
sind im Weiteren die freien Flächen die eine ungehinderte Zirkulation der
Zuluft und Abluft ermöglichen müssen. Das heisst die Luftöffnungen der
Schallhauben müssen auf die benötigte Luftmenge der Anlagen unter Volllast und die angestrebte Luftgeschwindigkeit ausgelegt werden.

Die Grafik zeigt eine Anlage mit einem Luftvolumen von 50'000 m3/h. Das heisst die Schallhaube benötigt auf dem Lufteintritt und Luftaustritt eine freie Fläche von mindestens 3.1 m2 um eine Luftgeschwindigkeit von 4.6 Meter/sec nicht zu überschreiten.

Doch selbst wenn die freien Luftflächen richtig dimensioniert sind, kann eine fehlende Trennung der Luftkammern zwischen Lufteintritt und Luftaustritt zu einer massiv verschlechterten Leistung der Anlage führen da es in diesem Fall zu einem Luftkurzschluss zwischen Lufteintritt und Luftaustritt kommt. Das bedeutet, dass zum Beispiel bei einer Wärmepumpe die kalte Luft nicht komplett abgeführt werden kann und sich mit der eintretenden Luft vermischt, was zu einer massiven Auskühlung der eintretenden Luft führen kann. Man halte sich vor Augen, dass der Luftaustritt bei einer Wärmepumpe rund 7 bis 9° unter der Umgebungstemperatur liegt. Bei einer Klima- oder Kälteanlage verhält es sich genau umgekehrt, aber auch hier ist die Trennung der Luftkammern ein entscheidender Faktor damit die Anlageleistung nicht durch einen Luftkurzschluss in der Schallhaube reduziert wird.