Wärmepumpenfunktion mit Farben visualisieren
In der Umwelt Arena Spreitenbach können innovative und effiziente Komponenten der Gebäudetechnik begutachtet werden. Neu bietet die Hochschule Luzern – Technik & Architektur hier die Möglichkeit, Funktion und Wärmespeicherung eines Wärmepumpensystems optisch nachzuvollziehen. Mit einem Demonstrationsmodell lassen sich das Schichtungsverhalten und das darin erkennbare Energiepotenzial farblich visualisieren.
Wärmepumpen gehören heute bei der Wärmeerzeugung in Gebäuden zum Stand der Technik. Forscher und Entwickler arbeiten jedoch an weiteren Steigerungen der Energieeffizienz, einer verbesserten Systemintegration und an erleichterter Bedienung. So auch an der Hochschule Luzern– Technik & Architektur in Horw. Hier ist man aber noch einen Schritt weiter gegangen und hat mit einem Demonstrationsmodell einen Einblick in die Funktion der Wärmepumpe und eines angeschlossenen Wärmespeichers ermöglicht. Dieses Modell befindet sich nun in der Umwelt Arena Spreitenbach, wo es zusammen mit zahlreichen Ausstellungsobjekten zur Gebäudetechnik einen Beitrag zum vertieften Verständnis der Betriebsweise von Wärmepumpen leistet.
Farben in den Schichten
Ausgangspunkt ist die Tatsache, dass die Temperaturschichtung im Wärmespeicher eine zentrale Rolle für eine effiziente Energieversorgung mit Wärmepumpen in Neubauten und bei Gebäude-Erneuerungen spielt. Das Demonstrationsmodell zeigt diese Schichtung innerhalb des Wasserspeichers durch veränderbare Farben auf. Der obere Bereich wird durch die Wärmepumpe erwärmt; von hier kann die Wärme genutzt werden. Gleichzeitig entnimmt die Wärmepumpe aus dem unteren Bereich des Speichers Wärme, kühlt das Wasser also ab; das Modell visualisiert diesen Vorgang mit einer Verfärbung. Leicht lässt sich auf diese Weise das Temperatur- oder Energiepotenzial des thermischen Speichers erkennen.
Die durch veränderte Temperaturen hervorgerufene Verfärbung des Wassers wird mit Thermochrom-Pigmenten bewirkt. Diese besitzen die Eigenschaft, ab einer gewissen Temperatur die Farbe zu verlieren und damit eine Farbveränderung gegenüber dem wärmeren Bereich erkennbar zu machen. Besucherinnen und Besucher der Umwelt Arena können diese Schichtung mit dem Einschalten einer Umwälzpumpe wieder auflösen und durch die eintretenden Vermischung eine homogene Farbgebung im Speicher bewirken. Somit kann die Funktion der Wärmepumpe erneut gestartet und die Wärmeschichtung wieder sichtbar gemacht werden.
Moderne Komponenten für praxisgerechte Visualisierung
Das an der Hochschule Luzern entwickelte und gebaute Demonstrationsmodell ist mit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit einer Heizleistung von ca. 6 kW ausgestattet. Die Thermochrom-Farbveränderung im 250 Liter grossen Speicher tritt bei ca. 30 °C ein. Beim geladenen Speicher werden unten ca. 10 °C gemessen, oben erreicht man ca. 40 °C. Mit der hier ermöglichten Visualisierung wird ein Verständnis sowohl für die Wärmepumpen- und Speichertechnik als auch für die Notwendigkeit energieeffizienter Wärmeversorgungssysteme verstärkt.
Weitere Informationen zum energieautarken MFH in Brütten