Ejektoren bei Wärmepumpen
Ejektoren sind innovative Komponenten, die in Wärmepumpen eingesetzt werden, um deren Effizienz signifikant zu steigern. Sie ermöglichen eine signifikative Wirkungsgradsteigerung indem sie die im Verdichter benötigte Kompressionsarbeit optimieren und teilweise zurückgewinnen. Funktionsweise von Ejektoren Ejektoren arbeiten nach dem Venturi-Prinzip. Dabei wird ein Hochdruckstrom durch eine Düse beschleunigt, was zu einem Druckabfall führt. Dieser Druckabfall erzeugt einen Unterdruck, der es ermöglicht, einen Niederdruckstrom (Saugstrom) anzuziehen der sich mit dem Hochdruckstrom vermischt. Im Anschluss wird die kinetische Energie im Diffusor wieder in Druckenergie umgewandelt, was zu einer Druckerhöhung des Gesamtmassenstroms führt. Vorteile Durch die Rückgewinnung von Drosselverlusten kann ein Teil der Kompressionsarbeit eingespart werden, was die Gesamtenergieeffizienz der Wärmepumpe erhöht Ejektoren können die erforderliche Leistung des Kompressors signifikant verringern oder sogar eine Kompressor-Stufe bei mehrstufigen Systemen ersetzen. Ejektoren ermöglichen die Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen und können in unterschiedlichen Konfigurationen eingesetzt werden, um die Leistung zu optimieren. Herausforderungen Trotz ihrer Vorteile sind Ejektoren in der Praxis noch nicht weit verbreitet. Ejektoren müssen genau auf ihre Betriebsbedingungen abgestimmt werden, was hohe Anforderungen an das Design stellt weiter ist die Unsicherheit über die Kosten-Nutzen-Verhältnisse ein Grund, dass viele Hersteller, diese Technologie nicht implementieren. Insgesamt bieten Ejektoren vielversprechende Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung in Wärmepumpensystemen, erfordern jedoch weiterhin Forschung und Entwicklung, um ihre Anwendung in der Industrie zu optimieren und wirtschaftlich attraktiv zu gestalten.
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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. |
AutorWir sorgen für flüsterleise HVAC-Anlagen (Wärmepumpen, Klima-, Kälte- und Lüftungsanlagen) Archiv
Februar 2025
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