In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen an einer dieselmotorbetriebenen Wärmepumpe mit Erdwärmespeicher durchgeführt, die in Schäfstall bei Donauwörth zur Beheizung eines Wohnhauses und eines Bürogebäudes dient.
Zunächst wurden Betriebserfahrungen mit der Wärmepumpe dokumentiert und analysiert. Probleme mit der Heizölzuleitung zur Wärmepumpe ließen sich durch den Einbau einer Druckpumpe in die Leitung beheben. Dadurch konnte zumindest im letzten Drittel der Heizperiode 1990/91 (März und April 1991} ein nahezu störungsfreier, zusammenhängender Betrieb der Wärmepumpe erreicht werden, und es wurde möglich, erste Betriebserfahrungen mit der Anlage zu sammeln.
Als größtes Problem eines Dauerbetriebs der Wärmepumpe stellte sich der hohe Rußgehalt im Abgas des Dieselmotors heraus. Er führte nicht nur zu einem schnellen Verrußen des Abgaskondensators (nach jeweils ca. 300 Betriebsstunden mußte der Abgaskondensator zerlegt und gereinigt werden), sondern wirkte sich auch sehr negativ auf die Schadstoffbelastung des Abgaskondensats aus.
Wegen des hohen Öl- und Rußgehalts kann das Abgaskondensat (pro Betriebsstunde fallen etwa 1,7 l Kondensat an) nicht direkt in die Kanalisation eingeleitet werden, sondern muß vorher mit einem zeit- und kostenintensiven chemischen Verfahren gereinigt werden.
Das in dieser Arbeit vorgestellte chemische Behandlungsverfahren wurde am Lehrstuhl für ökologische Chemie, Freising, entwickelt. Aus den genannten Gründen erscheint ein Dauerbetrieb der Wärmepumpe ohne funktionstüchtigen Rußfilter nicht möglich.
Im zweiten ungestörten Teil der vorliegenden Arbeit wurden die im Anlagenlauf aufgezeichneten Prozeßdaten ausgewertet. Es wird ein Berechnungsweg vorgestellt, mit dem die nicht direkt gemessenen Kältemitteltemperaturen "Verdampfungstemperatur" und "Kondensationstemperatur" in guter Näherung ermittelt werden können. Dadurch wurde ein Vergleich der realen Wärmepumpenleistungszahl mit der Carnot-Leistungszahl möglich; es wird gezeigt, daß im Kältekreislauf der Wärmepumpe ca. 47 % der idealen Carnot-Leistungszahl erreicht wird.
Danach wird die Kenngröße für den Brennstoffbedarf der Anlage, der COP, ermittelt. Er lag im MärzIApril 1991 im Schnitt bei Werten um 1,25.
Eine Erhöhung der Soleeintrittstemperatur in die Wärmepumpe um 1 K erhöht den COP um 2,4 %, eine um 1 K niedrigere Kondensationstemperatur läßt den COP um 1,4 % steigen. Daraus wird klar, daß ein niedrigerer Brennstoffbedarf der Wärmepumpe grundsätzlich durch folgende drei Maßnahmen erreicht werden kann:
1. Verbesserung der Wärmepumpenanlage,
2. Senkung der Kondensationstemperatur (Optimierung des Niedertemperatur-Heizsystems),
3. Steigerung der Soleeintrittstemperatur in die Wärmepumpe (Optimierung der Wärmequellenanlage.
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In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen an einer dieselmotorbetriebenen Wärmepumpe mit Erdwärmespeicher durchgeführt, die in Schäfstall bei Donauwörth zur Beheizung eines Wohnhauses und eines Bürogebäudes dient.
Zunächst wurden Betriebserfahrungen mit der Wärmepumpe dokumentiert und analysiert. Probleme mit der Heizölzuleitung zur Wärmepumpe ließen sich durch den Einbau einer Druckpumpe in die Leitung beheben. Dadurch konnte zumindest im letzten Drittel der Heizperiode 1990/91 (März un...
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