Sicherer Betrieb bei kritischen Wassertemperaturen
Großwärmepumpen, die beispielsweise in der Fernwärmeversorgung eingesetzt werden, greifen zunehmend auf Oberflächenwasser aus Flüssen, Seen oder dem Meer als nachhaltige Wärmequelle zu. Um die verfügbare Wärmemenge optimal zu nutzen, wird dem Wasser im Verdampfer möglichst viel Energie entzogen. Der Betrieb nahe am Gefrierpunkt ist dabei energetisch besonders attraktiv, erhöht jedoch gleichzeitig das Risiko von Vereisung an den Wärmeübertragungsflächen. Bereits bei Wassertemperaturen unter etwa 4 °C wird es kritisch, weil einzelne Oberflächenbereiche im Wärmetauscher auf 0 °C oder darunter abkühlen und so Eisbildung begünstigen können. Eiskristalle lagern sich dann an den kalten Oberflächen an und wachsen nach und nach zu einer isolierenden Schicht. Dieses „Icing“ verschlechtert den Wärmeübergang, senkt die Leistungszahl der Wärmepumpe (COP) und kann im weiteren Verlauf zu einer Blockade des Wärmetauschers führen. Ungeplante Stillstände, verringerte Effizienz und ein erhöhter Bedarf an fossilen Backup-Systemen in kalten Perioden sind mögliche Folgen. In zahlreichen Flüssen Mittel- und Nordeuropas liegen die Wassertemperaturen über viele Stunden pro Jahr in diesem kritischen Bereich – genau dann, wenn der Wärmebedarf am höchsten ist.
Unsere Lösung: Klaren-Wärmetauscher
Der selbstreinigende Klaren-Wärmetauscher verhindert Eisbildung proaktiv. Auf der Rohrseite strömt das Prozessmedium gemeinsam mit speziellen Reinigungspartikeln von unten nach oben durch die Rohre. Die Reinigungspartikel bilden dort eine Wirbelschicht. Sie werden durch die Strömung kontrolliert in Bewegung gehalten und erzeugen entlang der Rohrinnenwände eine kontinuierliche, schonende Reinigungswirkung. Dabei werden entstehende Eiskristalle unmittelbar entfernt, bevor sich eine geschlossene Eisschicht ausbilden kann. Gleichzeitig werden auch Schmutz, Biofilm und andere Ablagerungen reduziert. Die Wärmeübertragungsflächen bleiben frei, sodass ein stabiler Betrieb auch bei Wassertemperaturen nahe dem Gefrierpunkt sichergestellt ist. Das wirkt sich direkt auf die Leistungsfähigkeit der Wärmepumpe aus: Die Leistungszahl bleibt hoch und konstant, während die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmepumpe besser ausgenutzt werden kann. Dadurch ist auch bei sehr kaltem Oberflächenwasser eine effiziente und unterbrechungsfreie Wärmegewinnung möglich.
Praxiserprobt im Winter
TAPROGGE PRODUKTE
Im Projekt Überseeinsel Bremen ermöglichen Klaren-Wärmetauscher eine zuverlässige Wärmegewinnung aus der Weser auch bei sehr niedrigen Wassertemperaturen. Die Wärme wird dabei zunächst auf ein Zwischenmedium übertragen, das anschließend den Verdampfer der Wärmepumpe versorgt. So bleibt der Betrieb stabil und effizient – ohne Vereisung und ohne aufwändige Abtauzyklen.
Hohe Verfügbarkeit, sichere Wärme
Für Betreiber bedeutet das eine hohe Anlagenverfügbarkeit gerade an Tagen mit besonders hohem Wärmebedarf, geringere Betriebs- und Wartungskosten sowie eine zuverlässige, klimafreundliche Wärmeversorgung. Der Klaren-Wärmetauscher macht Wärmepumpensysteme mit Oberflächenwasser damit zu einer robusten Lösung für die kommunale und industrielle Wärmeversorgung – insbesondere für Fernwärmenetze auch unter anspruchsvollen Winterbedingungen.
