PROZESS- UND INDUSTRIEWÄRMEPUMPEN. Für Industrie, Kraftwerke und Prozesstechnik

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1 PROZESS- UND INDUSTRIEWÄRMEPUMPEN Für Industrie, Kraftwerke und Prozesstechnik

2 OCHSNER INNOVATIVE TECHNIK Erfahrung zählt OCHSNER baut seit Jahrzehnten Groß-Wärmepumpen für Vorlauftemperaturen bis 65 C mit höchster Energieeffizienz und größter Betriebssicherheit. Dafür zeugen die Referenzen für Einsätze bei der Heizung und Kühlung von Gebäuden, der industriellen Wärmerückgewinnung sowie Prozesstechnik. Energieeffizienz gefragt Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, des Umweltschutzes und nicht zuletzt zur Umsetzung der EU-Energieeffizienzrichtlinie sowie nationaler Energieeffizienz-Richtlinien sind Industrie und Verwaltung angehalten, vorhandene Wärmeenergie effizient zu nutzen. OCHSNER hat in den letzten Jahren seine Baureihe an Groß-Wärmepumpen kontinuierlich überarbeitet. Ziele dieses Forschungs- und Entwicklungsprogramms waren insbesondere:» die Erhöhung der Vorlauftemperaturen bis 95 C» die Neugestaltung von Steuerung und Regelung Steuerung» Mikroprozessor-Steuerung mit 10 Touch Panel, über das die Anlagensollwerte eingegeben und die Ist-Werte übersichtlich dargestellt werden. Die Anlage wird mittels Hydraulikschema samt Statusanzeige visualisiert. Pop-Up Menüs stellen die Betriebszustände/Datenpunkte der Anlagen-Komponenten wie des Kompressors dar. Alle Mess werte werden ständig und in Echtzeit erfasst und überwacht und geregelt. Schnittstellen für die Fernwartung sind integriert. Allfällige Alarme werden optisch angezeigt.» SmartGrid-Anwendungen für die Nutzung von Niedertarifzeiten und Wärmespeicherung» Kommunikationsfähige Steuerung zur einfachen Einbindung in Gebäudeleittechniksysteme für die Vernetzung per MODBUS.» Ständige Fernüberwachung und Aufzeichnung der Betriebszustände über Internet oder LAN möglich. Fernwirktechnik für den Zugriff über Internet. Seite 2

3 Sicherheits-Arbeitsmittel» Die Regelung wurde speziell für den Hochleistungsverdichter mit Economizer im Wärmepumpenbetrieb sowie für den zweistufigen Hochtemperatur-Kältekreis entwickelt.» Peripheriesteuerung ermöglicht die Ansteuerung von mehreren Wärmepumpen sowie die Verschaltung für Heizen, aktives und passives Kühlen sowie das Puffermanagement. Eigener Prüfstand für Großmaschinen Basis für die Entwicklung von Spitzentechnologie sind die werkseigenen Prüfstände. OCHSNER betreibt ein Prüflabor eigens für Großmaschinen auf welchem Vollasttests bis 800 kw nach EN sowie unter Feldbedingungen durchgeführt werden können. Das schafft Vertrauen und Sicherheit für den Kunden. Dieser kann auf Wunsch den Abnahmetests beiwohnen. Basierend auf der langjährigen Erfahrung auch im Prozesseinsatz hat OCHSNER Hochtemperatur-Maschinen mit Sicherheitsarbeitsmittel entwickelt. Dies stellt einen wahren Durchbruch bei der Hochtemperatur-Wärmepumpentechnik dar. Vergleichbare Temperaturen konnten bisher lediglich mit CO 2 als Arbeitsmittel erreicht werden, was jedoch Einschränkungen auf der Wärmenutzungsseite bedeutete. Die Hochtemperatur-Arbeitsmittel von OCHSNER, wie ÖKO1, sind als Sicherheitsarbeitsmittel ungiftig und unbrennbar. Damit entfallen aufwändige Sicherheits- und Wartungsaufwände. Durch die niedrige Drucklage und die weiteren thermodynamischen Eigenschaften von ÖKO1 kann ein aufwändiger Hochdruck-Arbeitskreis ebenso vermieden werden wie eine hohe Temperaturspreizung auf der Wärmenutzungsseite. Weiterhin ist ÖKO1 durch das niedrige Treibhauspotential GWP zukunftssicher und ökologisch sinnvoll.

4 OCHSNER HOCHTEMPERATUR Baureihe Mitteltemperatur Industrie-Wärmepumpen mit Schraubenverdichtern 75 Baureihe Hochtemperatur Prozesswärmepumpen mit Schraubenverdichtern 95 Verdichter Verdichter Schraubenverdichter für industriellen Dauereinsatz Diese besitzen keine oszillierenden Komponenten und haben daher einen vibrationsarmen und verschleißfreien Lauf. Die Leistungsregelung erfolgt mittels Regelkolben im Verdichter. Elektronische OeCC Einspritztechnik in Abhängigkeit der Quelltemperatur. Schraubenverdichter in Sonderausführung für Hochtemperatureinsatz Diese besitzen keine oszillierenden Komponenten und haben daher einen vibrationsarmen und verschleißfreien Lauf. Ölkühlung sorgt für fachgerechte Lagerschmierung bei hohen Betriebstemperaturen. Die Leistungsregelung erfolgt mittels Regelkolben im Verdichter. Baureihe IWWS, 1-stufiger Kältekreis Elektronische OeCC Einspritz Technik (OCHSNER electronical Cooling Cycle Controller) Kältemittel R134a Leistungsbereich 110 bis 665 kw Wärmequelltemperatur zwischen 10 C und 32 C Heizungs-Vorlauftemperaturen bis 75 C Eigenes Einspritzorgan für Verdampfer und Economizer Höchste Leistungszahlen können durch die präzise Regelung der Überhitzung erreicht werden Die stabile Überhitzung über den gesamten Einsatzbereich ermöglicht eine hohe Verdampferausnutzung Hohe Betriebssicherheit durch die permanente Überwachung des Verdichters. Seite 4

5 PROZESSWÄRMEPUMPEN Baureihe IWHS 1-stufiger Kältekreis 45 > 95 Die direkte Nutzung von Wärmequellentemperaturen zwischen 35 C und 55 C ermöglichen die Erzeugung von 95 C hohen Vorlauftemperaturen mit hohen Leistungszahlen Einsatz von Rohrbündelwärmetauschern als Verdampfer und Kondensator Kältemittel: Öko 1 (HFKW / HFC) mit niedrigem GWP Leistungsbereich Baureihe IWHSS 2-stufiger Kältekreis 10 > 95 Wärmequellentemperaturen im Bereich von 10 C ermög lichen die Erzeugung von 95 C hohen Vorlauftemperaturen Einsatz von Rohrbündelwärmetauschern als Verdampfer und Kondensator Einsatz von Plattenwärmetauschern oder Rohrbündelwärmetauschern als Zwischenwärme-tauscher Kältemittel in der 1. Stufe R134a Kältemittel in der 2. Stufe Öko 1 (HFKW / HFC) mit niedrigem GWP Speziell entwickelte Anfahrsteuerung» 60 kw bis 640 kw Leistungsbereich» 180 bis 750 kw

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7 OCHSNER EINSATZ Nutzung von Erdwärme oder Niedertemperatur-Abwärme» von 8 C bis 30 C für die Erzeugung von Raum- oder Prozesswärme bis 75 C (Baureihe IWWS)» von 6 C bis 25 C für die Erzeugung von Raum- oder Prozesswärme bis 95 C (Baureihe IWHSS) Die Wärmequelle Grundwasser eignet sich zur Erzielung von Heiztemperaturen von bis zu 75 C bzw. bis 95 C. Bei gleichzeitigem Kühl- sowie Heizbedarf wird das Kältenetz als Wärmequelle herangezogen und so ein doppelter Nutzen erzielt. Nutzung von Mitteltemperatur-Abwärme» zwischen 35 C und 55 C für die Erzeugung von Prozesswärme bis 95 C (Baureihe IWHS) In der Kraftwerkstechnik, bei mechanischen Prozessen oder insbesondere bei Kühlprozessen in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie ist Niedertemperatur-Abwärme, die mit konventionellen Wärmetauschern nicht mehr genutzt werden kann, in großen Mengen und kostenlos vorhanden. Durch den Einsatz von Wärmepumpen kann diese Niedertemperatur-Abwärme auf effiziente Weise wieder auf ein sinnvoll nutzbares Temperaturniveau gebracht werden. Erstmals können Wärmeströme auf diesem Temperaturniveau von Wärmepumpen mit Sicherheitsarbeitsmitteln direkt und mit hohen Wirkungsgraden genützt und Vorlauftemperaturen von bis zu 95 C wirtschaftlich erreicht werden. In vielen Fällen kann die Kühlfunktion auf der Wärmequellseite gleichzeitig mit der Heizfunktion genutzt werden. Wärmepumpenkreis als Kühlprozess/ Kühlwasser Wärmerückgewinnung Der Wärmepumpenkreislauf kann als Kühlprozess in vielen Fällen Kühltürme und Energievernichtungs anlagen sinnvoll substituieren bzw. aus Kühlwasser jeder Art Wärme rück gewinnen. Wenn gleichzeitig an anderen Stellen der Prozesse Wärme (bis 95 C) gebraucht wird, ergeben sich höchste Leistungszahlen und damit höchste Energieeffizienzen.

8 OCHSNER PROZESSWÄRME Vattenfall Bürogebäude Hamburg Gleichzeitige Nutzung der Heiz- sowie Kühlfunktion Bei gleichzeitiger Nutzung der Kühl- und Heizfunktion der Wärmepumpe kann die Leistungszahl (COP) vom Heizbetrieb sowie Kühlbetrieb addiert werden. Dadurch ist phänomenale Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit erreichbar. (COP Heizen + EER Kühlen = COP Integrated) Simultane Kühl- und Heizfunktion im Prozess Messergebnisse Vattenfall Bürogebäude, Hamburg 10 Prozessabwärmenutzung Prozesswärmezufuhr 8 7,74 8,27 8,15 8,36 8,25 8,28 7,95 OC Leistungszahl 6 4 3,35 3,62 3,46 3,68 3,39 3,62 3,59 4,39 4,65 4,69 4,68 4,56 4,63 4,69 Wärmepumpe 2 Wärmequelle Kühlfunktion Wärmesenke Heizfunktion 0 04/12 05/12 06/12 07/12 08/12 09/12 10/12 COP_hot COP_cold COP total Ca. 50 % des Heiz- bzw. Kühlbedarfs werden durch Wärmeverschiebung gedeckt. Seite 8

9 FERNWÄRME Hochtemperatur-Wärmepumpe als District-Boost im Fernwärmenetz Wien Erweiterung der Fernwärme leistung und Effizienz steigerung Hochtemperatur-Wärmepumpen können niedrige Netz-Rücklauftemperaturen auf ein nutzbares Niveau anheben und so die Kapazität des Netzes ohne Ausbau erhöhen. Wo Abkühlung des Rücklaufes gewünscht wird, erhöht die Wärmepumpe die Systemeffizienz. Wärmepumpen-Einsatz als District-Boost, auch zur Nutzung elektrischer Regelenergie/Minutenreserve zur Wärmeeinspeisung in einen bereits vorhandenen Speicher in Form des Fernwärmenetzes.

10 OCHSNER HEIZWERKE Wärmerückgewinnung in Heizwerken und KWK Anlagen Trotz Einbau von Economizern ist im Rauchgas im Regelfall noch ungenützte latente Wärme vorhanden. Diese kann mit Prozesswärmepumpen zurückgewonnen werden. Weiterhin wird dabei zusätzliche Kondensationswärme frei. Effizienzsteigerung und Senkung des Brennstoffverbrauchs/Biomasseverbrauchs sind der Haupt nutzen für den Betreiber. Bei KWK /BHKW Anlagen kann das Kühlwasser, die Abluft oder das Abgas als Wärmequelle dienen. Vereinfachtes Prinzipschema für Wärmerückgewinnung aus dem Rauchgas durch Hochtemperatur-Wärmepumpen. Entschwadung RG-Kondensator RG C 35 C 38 C Wärmepumpe C Fernwärme Rücklauf RG 60 C Economizer 50 C 55 C Netz Verbraucher Quench Rauchgas RG C Kessel Biomasse Luft Fernwärme Vorlauf Seite 10

11 KÄLTEANLAGEN Wärmerückgewinnung aus NH 3 -Kälteanlagen zur Heißwassererzeugung Durch die Nutzung kostenloser Abwärme von Kälteanlagen wird die ansonsten benötigte Wärmevernichtungsanlage entlastet (Kühlturm, Luft-Rückkühler) und so Kosten eingespart. Gleichzeitig wird praktisch kostenlos Heißwasser bis 95 C bereitet, welches in Lebensmittelbetrieben, Molkereien, Schlachthöfen und in der Getränkeindustrie in großen Mengen gebraucht wird. Vereinfachtes Prinzipschema für Wärmerückgewinnung aus Kälteanlagen durch Hochtemperatur-Wärmepumpen. Hochtemperatur- Wärmepumpe Heißwasser/ Prozesswärme 95 C Prozesskälte NH 3 Kältekreis

12 W746 P 01/2015 Technische Änderungen sowie Satz- und Druckfehler vorbehalten. OCHSNER Wärmepumpen GmbH Deutschland D Frankfurt a. M. Riederhofstraße 27 Endkunden-Hotline: +49 (0) kontakt@ochsner.de Zentrale/Werk Ochsner-Straße 1 A-3350 Haag Tel: +43 (0) Fax: +43 (0) Endkunden-Hotline: +43 (0) kontakt@ochsner.at OCHSNER East PL Kraków, Zakliki z Mydlnik 16 Tel: +48 (0) Fax: +48 (0) kontakt@ochsner.pl identity.co.at OCHSNER Wärmepumpen GmbH (Firmenbuch) Krackowizerstraße 4 A-4020 Linz kontakt@ochsner.at