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Zubadan-Wärmepumpe verspricht: auch bei -15°C 100% Heizleistung

(19.2.2010) Grundlage des von Mitsubishi Electric neu vorgestellten ecodan-Luft-/Wasser-Wärmepumpensystems ist u.a. die "Zubadan"-Technologie. Sie wird in Deutschland seit 2008 in zahlreichen Produkten als hoch effiziente Energiespartechnik eingesetzt. So soll selbst bei -15°C eine ecodan-Wärmepumpe mit Zubadan-Technik noch 100% Leistung erzeugen können - und zwar ohne elektrischen Heizstab oder Spitzenlast-Wärmeerzeuger.


Die physikalische Grundlage: Jede Übertragung von Wärme unterliegt den gleichen Voraussetzungen. Das Medium, das Wärme aufnimmt muss eine geringere Temperatur aufweisen als das Medium, das Wärme abgibt. Bei Luft-/Wasser-Wärmepumpen muss die Verdampfungstemperatur des Kältemittels deswegen einige Grad unterhalb der Außenlufttemperatur liegen. Je kälter es draußen ist, desto tiefer muss also auch die Verdampfungstemperatur des Kältemittels sein, um überhaupt Wärme aufnehmen zu können. Je tiefer aber die Verdampfungstemperatur des Kältemittels ist, um so größer wird sein Volumen und um so geringer seine Dichte. Dadurch steht dem Verdichtungsprozess immer weniger Kältemittel zur Verfügung. Das Resultat: Nicht nur die Leistung der Wärmepumpe sinkt drastisch, sondern gleichzeitig erhitzt sich auch der Verdichter in einen kritischen Bereich.

Auf diese Problematik kennen althergebrachte Luft-/Wasser-Wärmepumpen zumeist zwei Antworten:

  • Die Wärmepumpe wird in ihrer Leistung drastisch überdimensioniert, um noch die benötigte Wärme abgeben zu können. In der Übergangszeit steht damit jedoch eine viel zu hohe Wärmemenge mit den entsprechenden Effizienzverlusten zur Verfügung. Gleichzeitig ist die Investition deutlich erhöht.
     
  • Es wird ein elektrischer Heizstab eingesetzt, der ab dem "Bivalenzpunkt" die Beheizung eines Objektes übernimmt. Auch dies hat verständlicherweise einen drastischen Effizienzverlust zur Folge. Die Krux dabei: Die Leistung des elektrischen Heizstabes, der in der Regel bereits bei +5°C anspringt, fließt nicht in die Berechnung des COP*) einer Anlage ein.

"Weil wir diesen elektrischen Heizstab nicht mehr benötigen, vergleichen wir nach der aktuellen Definition des COP also Äpfel mit Birnen. Würde der allenthalben erforderliche elektrische Heizstab in den COP einbezogen, wäre unsere deutliche Überlegenheit in puncto Effizienz klar sichtbar", so Holger Thiesen, Division Manager für den Bereich Air Conditioning bei Mitsubishi Electric. "Mit dem Zubadan-Verdichter schaffen wir es, die zirkulierende Kältemittelmenge auch bei tiefen Temperaturen konstant zu halten. Wir verwenden als Basis dazu das technisch bekannte Prinzip der Zwischeneinspritzung von Kältemittel in den Kompressor. Jedoch wurde dieses Prinzip in unseren Entwicklungsabteilungen zu einer Flashgas-Einspritzung perfektioniert, die bislang kein anderes Unternehmen weltweit beherrscht."

Weitere Vorteile dieser Technologie seien darüber hinaus einerseits ein verkürzter Abtaubetrieb und andererseits verlängerte Abtauintervalle. Dies führe zu einer konstanteren Wärmeabgabe des ecodan-Systems und damit zu einem höheren Wärmekomfort. "Bislang sind Luft-/Wasser-Wärmepumpen immer an ihrem vergleichsweise schlechteren Wirkungsgrad gemessen worden" erläutert Thiesen die Zukunft der Zubadan-Technologie. "Künftig wird bei vergleichbaren Jahresarbeitszahlen die deutlich günstigere Investitionssumme gegenüber Erd- oder Sole-Wärmepumpen entscheiden. Ganz zu schweigen von der deutlich einfacheren Erschließung der Luft als Wärmequelle - auch in dicht besiedelten Wohn- und Gewerbegebieten. Hier spielt die Luft-/Wasser-Wärmepumpe ihre Vorteile der flexiblen Installation voll aus."

Weitere Informationen zu Zubadan-Wärmepumpen können per E-Mail an Mitsubishi Electric angefordert werden.

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*)  COP = Coefficient of Performance und drückt das Verhältnis zwischen aufgenommener elektrischer Leistung und nutzbarer Wärmeleistung aus; mehr dazu in dem Beitrag "Elektrowärmepumpe vs. Gaswärmepumpe: Effizienz von Wärmepumpen" vom 26.5.2006.

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