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Hybrid-Wärmepumpen Hafner-Muschler

Hybrid-Wärmepumpen

Hafner-Muschler produziert seit vielen Jahren Wärmepumpen für gewerbliche und industrielle Wärme- und Kälteerzeugung im thermischen Leistungsbereich über 80 kW für simultane Bereitstellung von Nutzwärme- und Nutzkühlenergie. Die bei der Kühlung des Versorgungsmediums freiwerdende Abwärme wird einschließlich der Kompressionsenergie für die Heizung zur Verfügung gestellt.

Hybrid-Wärmepumpen von Hafner-Muschler sind multifunktional, energieeffizient, zuverlässig und werden in unserer Manufaktur individuell für die Erfordernisse unserer Kunden hergestellt.

 

Bei asymmetrischer Kühlanforderung und Wärmenachfrage sorgt die automatische Steuerung für den Ausgleich über die Energiequelle/Energiesenke. So wird die Energiequelle nur mit der Differenz aus Wärmebedarf und Abwärmeangebot in Anspruch genommen.

Typische thermische Quellen/Senken:
Latent-Energiespeicher, Geothermie, Grundwasser, Flusswasser, Energiepfähle, Abwasser, Low-Ex Energieverbund

 

Die anschlussfertige Maschine beinhaltet alle für die vorgesehenen Betriebsfunktionen erforderlichen hydraulischen Einrichtungen, einschließlich drehzahlgeregelten Umwälzpumpen, Regel- und Umschaltventilen. Mit der integrierten freiprogrammierbaren Steuerung werden die Prozessfunktionen innerhalb der definierten Bilanzgrenze überwacht. Die empfohlene MSR-Schnittstelle zu den peripheren Gewerken, befindet sich im Pufferspeicher der Nutzenübergabe.

Primärenergiebedarf ist Energie, die nicht aus erneuerbaren Quellen bereitgestellt wird.

 

Typische Betriebsfunktionen

Heizbetrieb

Der Heizanschluss liefert die vorgegebene Medium-Temperatur. Energie kommt zu 80 % aus der Quelle, 20 % aus der Antriebsenergie Strom.

 Heizbetrieb zoom_

Kühlbetrieb

Der Kühlanschluss liefert die vorgegebene Medium-Temperatur. Die Abwärme wird der Senke zugeführt.

Wärmepumpe Kühlbetrieb zoom_

Direkt Kühlen

Der Kühlanschluss liefert bei hinreichender Senken-Temperatur die gewünschte Medium-Temperatur. Der Senkenkreislauf und Nutzkühlkreislauf sind über Plattentauscher getrennt. Die Verdichter sind nicht in Betrieb.

Wärmepumpe Direkt Kühlen zoom_

Simultan Heizen + Kühlen

An den Anschlüssen für Kühlen und Heizen werden die gewünschten Medium-Temperaturen bereitgestellt. Die Abwärme des Kühlprozesses steht einschließlich der Verdichterwärme auf der Heizungsseite zur Verfügung.

Wärmepumpe Simultan Heizen und Kühlen zoom_

Duo-Heizbetrieb

Der Heizanschluss liefert Niedertemperatur Wärme mit vorgegebener Medium-Temperatur. 10 % der Heizleistung steht parallel als Hochtemperatur Wärme bis ca. 60 °C zur Verfügung.

Wärmepumpe Duo-Heizbetrieb zoom_

HM-Wärmepumpen – für die Zukunft gut aufgestellt

  • Leistungsbereich thermisch 80 – 2.000 kW*
  • Temperatur Energiequelle min. +6 °C (Wasser)
  • Temperatur Energiequelle min. -10 °C (Wasser/Glykol-Gemisch)
  • Temperatur Energiesenke max. +35 °C (erdgekoppelt)
  • Temperatur Energiesenke max. +45 °C (Außenluft)
  • Nutztemperaturen kühlseitig +6 bis +20 °C, heizseitig +25 bis +65 °C
  • Umweltverträgliche Kältemittel
  • Hocheffizienz-Umwälzpumpen bis Pufferspeicher
  • Hocheffizienz-Umwälzpumpe für Quelle/Senke
  • Speicherprogrammierbare Steuerung, Prozessvisualisierung
  • Energiemonitoring, Datenaufzeichnung
  • Webbasierte Anlagenfernüberwachung
    * Leistungen über 500 kW werden aus Transportgründen in geteilter Ausführung konstruiert. Die Verbindungsstellen werden werksseitig fertig vorbereitet.

Hocheffizienter Kältekreislauf mit Sauggas gekühlten Verdichtereinheiten. Für Leistungen über 100 kW werden Schraubenverdichter eingesetzt. Elektronische Expanionsventile, Sauggasunterkühlung. Sämtliche temperaturführenden Leitungen sind diffusionsdicht gedämmt.

 

Wegen ihrer Vielseitigkeit und der hohen Primärenergieeffizienz, sind elektrisch angetriebene Wärmepumpen eine zukunftsfähige Lösung für die Bereitstellung von Wärme- und Kühlenergie. Mit elektrischem Strom, der in zunehmendem Maße erneuerbar erzeugt wird, kann Umweltwärme, Abwärme aus Gebäuden und Produktionsprozessen mit verhältnismäßig geringem Strombedarf nutzbar gemacht werden.

Das formschöne Gehäuse besteht aus einer stabilen Rahmenkonstruktion mit schalldämmender Verkleidung aus öffenbaren, lackierten Stahlblechkassetten.

Die strömungsoptimierte hydraulische Verrohrung aus Edelstahl wird unter hohen Qualitätsanforderungen komplett im Werk hergestellt und unter Druck geprüft. Sämtliche temperaturführenden Leitungen sind diffusionsdicht gedämmt. Die hydraulischen Anschlüsse, wahlweise in Flansch oder Victaulic Ausführung, sind nach oben herausgeführt.

Hinweis zur Aufstellung: Die kompakte Bauweise der Maschine erfordert für spätere Wartung allseitige Zugänglichkeit.

 

Die edelste Energieform Strom findet mit der Wärmepumpe ein besonders umweltgerechtes Anwendungsfeld. In Fällen mit 100 % erneuerbarem Strom, werden bereits heute die Anforderungen der international für 2050 beschlossenen Klimaziele erfüllt.

Energiekonzepte mit Wärmepumpen erfordern eine genaue Betrachtung der verfügbaren Energiequellen und -senken am Standort der Anlage und der erforderlichen Nutz-Temperaturen. Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Quelle/Senke und der gewünschten Nutztemperatur umso höher ist die Arbeitszahl der Anlage.

Der Schaltschrank mit integrierter Mess-Steuer-Regeltechnik ist stirnseitig der Maschine platziert. Er enthält alle für den autarken Betrieb der Maschine erforderlichen Funktionen. Auf der Bedienungsseite ist ein 19“ Touch-Screen angeordnet, über den die Betriebsfunktionen visualisiert werden. Betriebsdaten werden in der Maschine gespeichert und können über die webbasierte Fernüberwachung ausgelesen werden. Überwachung der betriebs- und sicherheitsrelevanten Meldungen. Integrierte Stromzähler für Verdichter und Nebenaggregate.

Bus-Schnittstelle zur Gebäudeautomatisation für eingehende Anforderungen und ausgehende Meldungen

 

Niedrige Medium-Temperatur zum Heizen und höhere Temperatur zum Kühlen sind beste Voraussetzungen.

Arbeitszahl = Verhältnis Nutzenergie/Stromaufwand (kWhth/kWhel)

 

Prinzipschema Wärmepumpe HM:hybrid an multiplen Quellen/Senken mit Nutzenübergabe an Pufferspeicher

Prinzipschema Wärmepumpe HM:hybrid

Legende

  1. Energiespeicher
  2. Erdsonden
  3. Energiepfähle
  4. Grundwasser
  5. Luftkühler
  6. Pufferspeicher kalt
  7. Pufferspeicher warm
  8. Hybrid Wärmepumpe

Thermische Energiequellen/-senken für Wärmepumpen HM:hybrid

Thermische Energiespeicher 

Kältegeführt als Speicher für die Kühlversorgung und Vermeidung von Stromspitzen, Schaffung von Redundanz, temporäre Speicherung von Abwärme aus Produktionsprozessen, Serverkühlung, etc., zeitversetzte Verwendung als Quelle für die Nutzwärmeerzeugung. Temperaturbereich Entzug bis +6 °C, Wärmesenke bis +40 °C, Doppelnutzung als Löschwasservorrat oder Sprinkleranlage. Thermische Kapazität xx kWh/K*m3 

Latent-Energiespeicher

Thermische Speicher mit großer Kapazität im Phasenübergang flüssig zu fest, Speichermedium Wasser. Thermische Kapazität im Phasenübergang 83 kWh/m3

Erdsonden, Energiepfähle

Erdgekoppelte Wärmeübertrager nutzen den Untergrund als thermische Energiequelle oder Wärmesenke. Die Speicherkapazität und Übertragungsleistung sind stark von der Beschaffenheit des Untergrundes abhängig und bedürfen einer fachgerechten Beurteilung. Bei Erdsonden ist eine behördliche Genehmigung erforderlich.

Flächenkollektoren etc.

Außer den für Erdsonden/Energiepfählen geltenden Merkmalen ist bei dieser Bauart besonders die Erdbeschaffenheit, die Einbautiefe und natürliche Regenerationsfähigkeit zu beachten.

Grundwasser

Zugang erfolgt über Saug- und Schluckbrunnen mit jahreszeitlich geringen Temperaturschwankungen. Für hohe Übertragungsleistungen gut geeignet. Besondere Anforderungen an die Geologie, genehmigungsbedürftig, Anlage wartungsbedürftig

Low-Ex Ring

Mehrere Gebäude sind an einen Ringverbund angeschlossen. Er dient als Energiequelle oder -senke. Wärmeüberschüsse eines Gebäudes werden in den Ring eingeleitet, während andere Gebäude den Ring als Wärmequelle nutzen. Zwischen Low-Ex Ring und Gebäude arbeitet die hydraulisch umschaltbare Wärmepumpe HM:hybrid.


Für verschiedene erneuerbare Quellen- und Senkensysteme gilt, dass für eine langfristig gesicherte Verfügbarkeit im Jahreszyklus, ein angenäherter Ausgleich der Entzugsarbeit und Wärmeeintrag angestrebt werden soll.