ZEERS
Durch die Integration einer Wärmepumpe/Kältemaschine im Zero Emission Energy Recovery System (ZEERS), lässt sich nicht nur die Systemeffizienz weiter steigern, sondern es kann dadurch gänzlich auf fossile Energieträger für die Erwärmung und Kühlung der Zuluft verzichtet werden.
VERZICHT AUF FOSSILE ENERGIETRÄGER DURCH ZEERS
Selbst hocheffiziente Energierückgewinnungssysteme sind meist nicht in der Lage, die gewünschten Soll-Temperaturen ohne die Zufuhr von zusätzlicher Energie zu erreichen. Aufgrund der hohen Effizienz der Systeme können diese externen Energiequellen zwar bedeutend kleiner dimensioniert werden und über lange Zeiten des Jahres kann auf eine Einspeisung gänzlich verzichtet werden, um aber die Soll-Temperatur zu jeder Zeit erreichen zu können, müssen oft andere Energiequellen integriert werden.
ANFORDERUNGEN UND NACHHALTIGKEIT
Dabei kann es sich um klassische Ölkessel, Wärmepumpen oder auch um Fernwärmeanschlüsse handeln. Die Energie wird über Plattenwärmetauscher dem Kreislauf hinzugefügt. Eine genaue Analyse der Optionen und der entsprechenden Kosten sind allerdings ausschlaggebend für eine sinnvolle Auslegung. Im Zuge der Energiewende darf die Verwendung von fossilen Brennstoffen oft nicht mehr vorgesehen werden, die Verwendung von Erdwärmesonden ist oft kostspielig oder je nach Bauzone nicht möglich und auch die Verfügbarkeit und die Kosten von Fernwärmeanschlüssen müssen genau betrachtet werden.
Konvekta bietet mit dem Zero Emission Energy Recovery System (ZEERS) eine Möglichkeit an, die Energieausbeute noch weiter zu steigern und den restlichen Energiebedarf ohne die Verwendung von fossilen Brennstoffen rein elektrisch zu decken.
INNOVATIVES ZEERS KONZEPT
Möglich wird dies durch die Kombination des Hochleistungs-ERG-Systems mit einer Wärmepumpe, die die benötige Wärme und Kälte über jeweils einen Plattentauscher in den Wasser/Glykol-Kreislauf einspeist. Die Wärmepumpe/Kältemaschine wird ihrerseits gespiesen durch einen zusätzlichen Quellen-/Senken-Wärmeübertrager, der nach dem Wärmeübertrager des ERG-Systems in der Fortluft eingesetzt wird.
SOMMERBETRIEB ZEERS
Im Sommerbetrieb wird das zweite Fortluftregister als Energiesenke/Rückkühler der Kältemaschine genutzt. Dadurch ist die Kältemaschine in der Lage, verdampferseitig die benötigte Kälte via Plattenwärmetauscher in den Wasser/Glykol-Kreislauf einzuspeisen. Besonders effizienzsteigernd wirkt sich dabei aus, wenn der Rückkühler über eine Berieselungsanlage direkt gekühlt wird und so die überschüssige Wärme besonders effizient abgeführt wird.
WINTERBETRIEB ZEERS
Im Winterbetrieb wird der ZEERS-Kreislauf umgeschaltet. Das zweite Fortluftregister wird nun als Energiequelle der Wärmepumpe genutzt. Dadurch ist die Wärmepumpe in der Lage, die benötigte Wärme via Plattenwärmetauscher in den Wasser/Glykol-Kreislauf einzuspeisen. Da das ERG-System an und für sich der Fortluft bereits sehr effizient Wärme entzieht, ist ein weiterer Energierückgewinn bei tiefen Aussentemperaturen nur durch das gezielte Einfrieren der Fortluft-Wärmeübertrager und durch den automatischen Auftauprozess des Konvekta Controllers möglich. Dabei erlaubt die Regelung bewusst eine kontrollierte Unterschreitung des Taupunktes an den Fortluftregistern, um diese Restenergie nutzen zu können.
DATENBASIERTE AUSLEGUNG UND REGELUNG
Wie für alle anderen Anwendungsformen der Konvekta ERG-Systeme wird auch ZEERS mit dem Syskon-Tool datenbasiert nach dem Konzept des digitalen Zwillings ausgelegt. Das Gesamtsystem wird dabei für alle Zustände über die 8760 Stunden des Jahres für den jeweiligen Standort optimiert, so dass auch für ZEERS die genauen Leistungs- und Energiewerte bereits in der Vorprojektphase bekannt sind und für Rendite- und Investitionsanalysen zuverlässig verwendet werden können.
EFFIZIENZKENNZAHLEN
ERG-Systeme, die wie ZEERS eine integrierte Wärmepumpe beinhalten, fallen nicht in den Geltungsbereich EU (VO) 1253/2012 und die einfache Ermittlung der Rückwärmzahl über das gesamte System ist irreführend, da die Wärmepumpe elektrische Energie aufnimmt. Auch Energieeffizienz-Nachweise, in denen der Verbrauch an elektrischer Energie berücksichtigt wurde, sind lediglich Referenzwerte, da sie zu einem spezifischen Systemzustand ermittelt worden sind. Diese Kennzahlen lassen keine Aussage über die Systemeffizienz im Jahreszyklus zu, da der COP/EER, die Effizienz der Wärmepumpe/Kältemaschine, kein konstanter Wert ist – dieser variiert in Abhängigkeit vom aktuellen Betriebspunkt. Im Sinne des datenanalytischen Ansatzes von Konvekta wird zu ZEERS jeweils der Nettoenergierückgewinn über den gesamten Jahreszyklus unter Berücksichtigung des variablen elektrischen Energiebedarfes der Wärmepumpe/Kältemaschine ermittelt – diese Daten erlauben auch für eine ZEERS-Auslegung die Durchführung einer zuverlässigen Rendite- und Investitionsanalyse.
