Die Technologie-Initiative der Mineralölwirtschaft ist um ein drittes Forschungsprojekt erweitert worden. Im Rahmen einer Projektpartnerschaft zwischen dem Gerätehersteller Viessmann und den Mineralölunternehmen aws Wärme Service, BayWa, Mabanaft Deutschland und Shell soll ein heizölbetriebenes Zeolith-Kompaktgerät entwickelt werden. Dabei handelt es sich um eine Kombination aus Öl-Brennwerttechnik und Adsorptionswärmepumpe, die auf die Anforderungen von Ein- und Zweifamilienhäuser ausgelegt ist.
Der Gerätehersteller Viessmann und die Mineralölunternehmen aws Wärme Service, BayWa, Mabanaft Deutschland und Shell haben eine Projektpartnerschaft vereinbart. Ziel ist die Entwicklung eines heizölbetriebenen Zeolith-Kompaktgeräts.
Grafik: Viessmann Vorteile flüssiger Brennstoffe langfristig nutzen
Koordiniert wird das Projekt vom Institut für wirtschaftliche Oelheizung e.V. (IWO). Das Institut hat die Technologie-Initiative im Auftrag der Mineralölwirtschaft im September 2009 ins Leben gerufen. Ziel der Initiative ist die Entwicklung neuer Anwendungstechniken für Heizöl, die weitere Effizienzsteigerungen im Wärmemarkt ermöglichen. „Flüssige Brennstoffe zeichnen sich durch hohe Energiedichte und einfache Speicherung aus. Damit sind sie langfristig unverzichtbar für die Erreichung der energiepolitischen Ziele. Denn die kostengünstige Speicherbarkeit von Energie wird mit Blick auf den tendenziell sinkenden und im Jahresverlauf schwankenden Energiebedarf von Gebäuden an Bedeutung gewinnen“, sagt IWO-Geschäftsführer Prof. Christian Küchen.
Im Fokus: Primärenergiebedarf reduzieren
Um Klimaschutz und Versorgungssicherheit zu realisieren, ist es wichtig, den Primärenergiebedarf deutlich zu reduzieren. Dies kann im Bereich der Gebäudebeheizung über eine verbesserte Energieeffizienz sowie durch die Einbindung von Umweltwärme erreicht werden. Mit bis zu 98 Prozent Nutzungsgrad (Hs) ist die heute verfügbare Brennwerttechnik bereits hoch effizient und unter Kosten-Nutzen-Aspekten für den Hausbesitzer sehr attraktiv. Höhere Nutzungsgrade von über 120 Prozent sind möglich, wenn zusätzlich Umweltwärme nutzbar gemacht wird. Eine technische Option insbesondere für den Gebäudebestand stellt ein ölbetriebenes Zeolith-Kompaktgerät dar.
Funktionsstudie Zeolith-Kompaktgerät für Heizöl
Beim geplanten Zeolith-Kompaktgerät deckt ein Wärmepumpenmodul die Grundlast des Wärmebedarfs im Gebäude. Für die Leistungsspitzen und den Antrieb der Wärmepumpe dient ein integriertes Öl-Brennwertgerät. Ein von Viessmann im Rahmen eines Forschungsprojektes entwickeltes Zeolith-Kompaktgerät für Erdgas soll für den Betrieb mit flüssigen Brennstoffen adaptiert werden. Aufgabe der Entwicklungsingenieure ist es, einen kleinen, modulierenden Ölbrenner mit der Leistung von 4 bis 17 kW für das Kompaktgerät zu entwickeln. Der Brenner soll sowohl mit schwefelarmem Heizöl als auch mit einem Heizöl, das Bioanteile enthält, betrieben werden können.
„Wir verstehen uns als technologischer Impulsgeber unserer Branche und arbeiten kontinuierlich an der Entwicklung besonders effizienter und schadstoffarmer Heizsysteme“, so Uwe Engel, Leiter Forschung und Entwicklung bei den Viessmann Werken. „Als führender Hersteller von Heiztechnik für flüssige Brennstoffe ist es daher konsequent, dass Viessmann als erstes Unternehmen eine primärenergiebetriebene Wärmepumpe für den Betrieb mit Heizöl entwickelt. Die Anforderungen an einen dafür geeigneten Brenner sind dabei sehr hoch, die erforderliche Verbrennungstechnik ist teilweise noch nicht ausgereift. Aus diesem Grund greift Viessmann im Rahmen der Projektpartnerschaft gerne auf die Kompetenz erfahrener und renommierter Entwicklungspartner zurück.“
Das Zeolith-Kompaktgerät macht sich die besonderen Adsorptionseigenschaften des Minerals Zeolith (griech. Siedestein) zunutze. Zeolith hat die Eigenschaft dampfförmige Wassermoleküle zu binden (= adsorbieren). Dabei entsteht Wärme. Der Wärmepumpenprozess läuft im Kompaktgerät in den Phasen Adsorption und Desorption ab: In der Adsorptionsphase wird Wasser durch Umgebungswärme aus dem Erdreich verdampft und vom Zeolith adsorbiert. Der Zeolith wird heiß und gibt die Adsorptionswärme an den Heizkreislauf ab. In der Desorptionsphase erhitzt das Öl-Brennwertgerät den mit Wasser gesättigten Zeolith. Das Wasser wird dampfförmig ausgetrieben und kondensiert. Die Kondensationswärme wird an den Heizkreislauf abgegeben.
Das Material Zeolith ermöglicht einen höheren Temperaturhub verglichen mit Absorptions- oder Stromwärmepumpen. Durch die Kombination Zeolith-Modul (Grundlast) mit Brennwertgerät (Spitzenlast) - Hybridgerät - ist das Zeolith-Kompaktgerät auch für die hohen Systemtemperaturen in der Modernisierung geeignet.