Wärmepumpe für Wohngebäude mit Alfa Laval-Wärmeübertrager und R290-Kältemittel sorgt für nachhaltige Einsparungen

Wärmepumpen sind ein erschwinglicher Weg zu mehr Energiesicherheit. Der deutsche Wärmepumpenhersteller WOLF wandte sich an Alfa Laval, um seine Propan-Wärmepumpe für den Wohnbereich zu entwickeln. Das Ergebnis? Der WOLF CHA Monoblock mit dem Alfa Laval CB65 gelöteten Plattenwärmetauscher, eine hocheffiziente Wärmepumpe, die weniger Energie verbraucht als herkömmliche, auf fossilen Brennstoffen basierende Heizungen und weniger Kältemittel als konventionelle Wärmepumpen. Mit dem CB65 und dem natürlichen, ungiftigen Kältemittel R290 ebnet der CHA Monoblock den Weg zu nachhaltigeren Heiz- und Kühllösungen – heute und morgen.

DATUM 2024-07-09

Wärmepumpen fördern die Nachhaltigkeit


Wärmepumpen gehören zu den am schnellsten wachsenden und wirtschaftlichsten Möglichkeiten, die Dekarbonisierung zu beschleunigen, und sind bis zu fünfmal effizienter als Erdgasheizkessel. Als die Europäische Union die F-Gas-Verordnung mit dem Ausstieg aus der Verwendung von Fluorkohlenwasserstoffen verabschiedete, leistete WOLF Pionierarbeit bei der Entwicklung von effizienten Luft-Wasser-Wärmepumpen für Wohngebäude. In Zusammenarbeit mit seinem langjährigen Partner Alfa Laval baute WOLF den kompakten CB65-Wärmeübertrager als wichtige Komponente zur Verdampfung und Kondensation des natürlichen Kältemittels in den CHA-Monoblock-Wärmepumpenkreislauf ein.


“Alfa Laval shares our sustainability commitment to reach net zero through innovation,” sagt Herr Bernhard Siegmund, Projektmanager bei WOLF GmbH. “Plus, no other heat exchanger, which was available at that time, offers a better efficiency level in combination with the natural refrigerant R290 than the Alfa Laval CB65.”

Robustes, frostschutzsicheres Design


Nach der Überprüfung potenzieller Wärmetauscher hinsichtlich Größe, Effizienz und Druckabfall auf der Wasserseite entschied sich WOLF für den Alfa Laval CB65. Durch die Nutzung des Fachwissens und der Expertise von Alfa Laval im Bereich Frostschutz sparte das deutsche HVAC-Unternehmen Zeit, Geld und Ressourcen.

“One of the biggest challenges in designing an efficient heat pump is avoiding the risk of freezing inside the plate heat exchangers to ensure the refrigerant does not mix with the water,” merkt Herr Siegmund an. “Our team of engineers and designers saved at least one month in the lab, thanks to the calculation tool from Alfa Laval. Constructive dialogue with Alfa Laval included sharing actual performance data from real-life installations so our results were highly accurate.”


Der Alfa Laval CB65 gelötete Plattenwärmetauscher, der als Kondensator der Wärmepumpe ausgewählt wurde, erwies sich von Anfang an als passende Wahl. Minimalistisches Design. Einfache Montage. Hocheffiziente Heiz- und Kühlleistung. Unvergleichliche Ingenieurskunst. In der Lage, auch bei Stromausfall dem Einfrieren standzuhalten. Das ist das Ergebnis der engen Zusammenarbeit und des iterativen Designprozesses von WOLF und Alfa Laval.

 

Hocheffiziente Wärmepumpe verwendet ein umweltfreundliches Kältemittel


Mit einem Leistungskoeffizienten (COP) von 5,7 (A7/W35) bietet die WOLF CHA Monoblock-Wärmepumpe eine höhere Effizienz, verbraucht weniger Energie und senkt die Betriebskosten im Vergleich zu Erdgasheizkesseln. Darüber hinaus war die Verwendung eines effizienten natürlichen Kältemittels ein zentrales Designkriterium. WOLF entschied sich für Propan als Kältemittel; R290 hat ein Treibhauspotenzial von weniger als eins, was es zu einer ausgezeichneten Wahl macht, um die Dekarbonisierung zu beschleunigen.


Warum sich WOLF für einen gelöteten Plattenwärmetauscher von Alfa Laval für seine Wärmepumpe entschieden hat


Der kompakte Alfa Laval CB65 gelötete Plattenwärmetauscher fungiert als Kondensator zur Erwärmung des Wasserkreislaufs und des Trinkwassers. Im Umkehrbetrieb wird der Kondensator zum Verdampfer, um den Wasserkreislauf im Wohnbereich zu kühlen. Niedrige Kondensationstemperaturen sorgen für eine höhere Effizienz, und die asymmetrischen Kanäle optimieren die Energieeffizienz. Eine geringe Kältemittelfüllung in Kombination mit einem geringeren Druckabfall auf der Wasser- oder Soleseite reduziert den Stromverbrauch der Pumpe, erhöht den COP und verringert den CO2-Fußabdruck.

Hier sind die Hauptvorteile der Verwendung des Alfa Laval CB65 in der WOLF CHA Monoblock-Wärmepumpe:

• Niedriger Energieverbrauch durch einen kompakten, hocheffizienten Wärmetauscher
• Kleines Kältemittelvolumen im Kreislauf
• Bewältigt Wassertemperaturen von 70°C im Innenbereich bei –10°C im Außenbereich

Eine starke Partnerschaft trägt zum Übergang zu erneuerbaren Energien bei


Steigende Energiepreise, verfügbare Technologien, starke staatliche Anreize und gesunkene Kosten für Wärmepumpen steigern die Nachfrage nach dem WOLF CHA Monoblock. Der Einsatz von Wärmepumpen in Neubauten und älteren Wohngebäuden, wie Einfamilienhäusern, verspricht, die Dekarbonisierung des Heizungssektors zu beschleunigen. Seit 2003 arbeitet WOLF mit Alfa Laval an innovativen Lösungen für kommerzielle und private Heizsysteme zusammen. Der Wechsel des deutschen HVAC-Anbieters von fossil betriebenen Heizsystemen zu Wärmepumpen auf Basis erneuerbarer Energien ist zukunftsweisend, und ihr Engagement für Qualität und Nachhaltigkeit ist unerschütterlich. Das Unternehmen ist nach ISO 9001 und ISO 14001 zertifiziert und fordert dies auch von seinen Lieferanten.

Blick in die Zukunft


Die Internationale Energieagentur (IEA) berichtet, dass die globale Energiekrise die Nachfrage nach Wärmepumpen stark ansteigen lässt. Der Übergang zu energieeffizienteren, nachhaltigeren Heiz- und Kühllösungen ist entscheidend für Energiesicherheit und Bezahlbarkeit. In diesem Sinne plant WOLF, die Zusammenarbeit mit Alfa Laval fortzusetzen, um neue Wärmepumpen für den Wohn- und Gewerbebereich mit Propan als natürlichem Kältemittel auf den Markt zu bringen. Seit WOLF 2019 den CHA Monoblock eingeführt hat, hat sich die Nachfrage nach dieser Wohnwärmepumpe von Jahr zu Jahr etwa verzehnfacht. Im Jahr 2023 rechnet das Unternehmen damit, dass sich der Verkauf seiner Wohnwärmepumpen verdoppeln wird.


“We are expanding our residential CHA range beyond the 7 kW and 10 kW capacities to larger sizes for residential customers and will roll out our 16 kW (max. power A-7/W35) heat pump in 2023,” sagt Herr Siegmund. “Within three to five years, we plan to launch commercial heat pumps using natural refrigerants and hybrids that combine a heat pump with a conventional heating system.”


Wärmepumpen haben das Potenzial, die globalen Kohlendioxidemissionen bis 2030 um mindestens 500 Millionen Tonnen zu reduzieren, so die IEA. WOLF und Alfa Laval planen, weiterhin zusammenzuarbeiten, um den Übergang zu sauberer Energie zu beschleunigen.

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Residential heat pump case story WOLF

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Alfa Laval Gelötete Plattenwärmetauscher ermöglichen eine effiziente Wärmeübertragung bei geringem Platzbedarf. Sie sind wartungsfrei, langlebig und widerstehen hohen Temperaturen sowie extrem hohen Auslegungsdrucklasten. Sie kommen in zahlreichen unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz - darunter Kühlung, Heizung, Verdampfung und Kondensation.

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