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1
2 ECOP Technologies GmbH
Ausgangslage - Anforderungen
Wärme < 150°C
(Kälte > -20°C)
Verbrennung
Wärmepumpe
einfach
Teuer / nicht
effizient
techn. Limits
(Temperatur, …)
günstig (COP) /
effizient
„off-the-shelf“
schwer
einzubinden
Energieeffizienz- Richtlinie (EER)
F gas Verordnung
Strommarkt
3 ECOP Technologies GmbH
1. Prozess allgemein
schematischer Vergleich eines 1- und 2- Phasenprozesses
1
2
3
4
T
s
sink.out=95°C
source.in=65°C
source.out=43°C
sink.in=70°C
Argon
1
2
3 4
s
5
6
T
sink.in=70°C sink.out=95°C
source.in=65°C source.out=43°C
NH3
10.3h4)(h3h1)(h2
h3h2COP =−−−
−= 6.05
h1)(h2h5h2COP =
−−
=
Beispiel 1
• Senke 70/95 • Quelle 65/43
4 ECOP Technologies GmbH
1. Prozess allgemein Warum wird der Joule Prozess bisher nicht eingesetzt?
Auswirkung der Verluste bei vereinfachter Betrachtung
Verdichtung mit 100% Wirkungsgrad @ 1MW Wärmeabgabe
Joule Prozess –
Ar
2-phasen Prozess –
NH3
P.Verdichtung in kW 1319 165
P.Entspannung in kW 1222 -
Nettoleistung 97 165
COP 10.3 6.1
Verdichtung mit 80% Wirkungsgrad @ 1MW Wärmeabgabe
Joule Prozess –
Ar
2-phasen Prozess –
NH3
P.Verdichtung in kW 1649 207
P.Entspannung in kW 1222 -
Nettoleistung 427 207
COP 2.3 4.8
COP sensistivity
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1efficency of compression and expansion (unitless)
CO
P (u
nitle
ss)
Joule Process - Ar
2-phasen Process – NH3
5 ECOP Technologies GmbH
Wärmetauscher, paarweise angeordnet Edelgasgemisch als Arbeitsmittel
Ein Ventilator treibt den Kreislauf
Bei Rotation wird thermische Energie von den inneren zu den äußeren Wärmetauschern „gepumpt“.
2. Umsetzung
Rotationsachse
6 ECOP Technologies GmbH
2. Umsetzung
4
2
Rotationsachse
WT - ND
WT - HD
Ventilator
W1, W2, W3 & W4
5
1
3
1 – 2 isentrope Verdichtung 2 – 3 isobare Wärmeabfuhr (WT – HD) 3 – 4 isentrope Entspannung 4 – 5 isobare Wärmezufuhr (WT – ND) 5 – 1 isentrope Verdichtung (Ventilator)
1
2
3
4
T
s
95°C
65°C
43°C
70°C
5
98°C
Schlüsselfaktor: Wärmeübertragung bei nicht konstanter Temperatur!
8 ECOP Technologies GmbH
3. Produkt
↗
Senke: Fernwärmeinbindung 60/100°C
Quelle: Rauchgas kondensation 60/30°C
~30°C
60°C
100°C
60°C
COP ~ 5,5
↗
↗ ↗
• Nennleistung: 700kW thermisch (400-800 kW) • Max. DT Quelle ein zu Senke aus 40°C • Temperaturbereich -20°C bis 150°C • Temperaturspreizung bis 70°C • Volumenstrom 21 m³/h / 0,5bar Druckverlust
9 ECOP Technologies GmbH
• Hohe Temperaturen möglich (Anhebung bis +150°C) • Flexible Temperaturbereiche mit einer Maschine (-20°C bis+150°C ) nur
durch Steuerung realisierbar • Sommer- und Winterbetrieb mit einer Maschine möglich • Umweltfreundliches (GWP = 0), nicht brennbares und nicht toxisches
Arbeitsmittel => Sicherheitsbetrachtung & F-Gas • Wartungsvorteil durch Rotationsprinzip (keine Hubkolben) • Hoher Wirkungsgrad (1-phasiger Prozess, wenig Reibung) • Besserer COP als konventionelle Wärmepumpen • Hohe Rentabilität (verringerte Nebenkosten) • ECOP Rotationswärmepumpe als Schwungradspeicher verwendbar
4. Vorteile
10 ECOP Technologies GmbH
Beispiel Fernwärme I
↗
Senke: Fernwärmeinbindung 60/100°C
Quelle: 60/30°C
~30°C
60°C
100°C
60°C
COP ~ 5,5
↗
↗ ↗
Ganzjahresbetrieb mit Energiequelle 60°C auf 30°C
11 ECOP Technologies GmbH
Beispiel Fernwärme II
↗
Senke: Fernwärmenetz 70/55°C
Quelle Seewasser: 20/2,4°C
~2,4°C
20°C
70°C
55°C
COP ~ 3,66 (600kW)
↗
↗ ↗
↗
Senke: Fernwärmenetz 75/55°C
Quelle Rauchgaskondensation: 55/29,8°C
29,8°C
55°C
75°C
50°C
COP ~ 5,84 (700kW)
↗
↗ ↗
Sommer Winter
Sommer und Winterbetrieb mit unterschiedlichen Energiequellen (Seewasser und Rauchgaskondensation)
12 ECOP Technologies GmbH
Beispiel Fernwärme III Sommerbetrieb: Direkteinspeisung in Fernwärmenetz mit 95°C (Quelle:
Nicht Nutzbare Abwärme KWK-Anlage) Winterbetrieb: Vorwärmung Vorlauftemperatur Kessel (Quelle: Nicht
Nutzbare Abwärme Kessel / Rauchgaskondensation)
↗
Senke:95°/60°C Fernwärmenetz
Quelle: 60°/46°C
46°C
60°C
95°C
60°C
COP ~ 4,32 640 kW 14m³/h
↗
↗ ↗
↗
Senke:75/55°C Vorwärmung Kessel
Quelle: 42°/32°C
32°C
42°C
75°C
55°C
COP ~ 4,11 640 kW 27 m³/h
↗
↗ ↗
Sommer Winter
13 ECOP Technologies GmbH
6. Unternehmen • Gründung 2007 • Geschäftsführer und Gründer
Bernhard Adler • 15 Mitarbeiter • Investoren: OÖ Hightechfonds,
FSP Ventures & Business Angels • Firmensitz Linz, Forschung und
Entwicklung in Wien • vielfach preisgekrönt
Daphne, Mercur Innovationspreis, nominiert zum Staatspreis Innovation 2017, etc.)
• 4 international erteilte Patente
14 ECOP Technologies GmbH
Kontakt
Bernhard Adler, CEO ECOP Technologies GmbH Firmensitz: Hafenstraße 47-51, 4020 Linz Betriebsstandort: Perfektastraße 73 Top A1, 1230 Wien
Office: +43-1-86 510 62 Mobile: +43-699-11 02 18 56 [email protected] www.ecop.at
Gefördert durch: