Das Prinzip der eXergiemaschine: Wärme besser nutzen
Der Idealzustand einer effizienten Heizungsanlage, eine weite Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf, wird in der Praxis nur selten erreicht: Beispielsweise stellen sich in Warmwassernetzen beim Zirkulationsbetrieb je nach Zapfanteil mehr oder weniger hohe Rücklauftemperaturen ein. Ohne Zapfung steigt die Rücklauftemperatur bis auf ca. 57 oder 58°C an. Das wirkt sich negativ auf den Wärmeerzeuger aus, egal ob es sich dabei um ein Brennwertgerät, eine Fernwärmeanlage, ein BHKW oder eine Solaranlage handelt.
Umgekehrt liegt Wärme oft auf einem (noch) nicht nutzbaren Temperaturniveau vor. Das ist zum Beispiel häufig bei der Abwärmenutzung oder bei Solarthermieanlagen mit geringem Wirkungsgrad (oder in Übergangszeiten) der Fall.
Diese ungünstigen Temperaturniveaus lassen sich mit der eXergiemaschine (eXm) vermeiden. Sie senkt die Rücklauftemperatur und stellt höhere Vorlauftemperaturen bereit, und zwar unabhängig von dem Nutzerverhalten.
So funktioniert die eXergiemaschine
Die eXergiemaschine arbeitet mit einem Kältekreislauf und muss mit einem Heizungspufferspeicher kombiniert werden. In dem Speicher sorgt die eXm für eine optimierte Temperaturschichtung – einen höheren Vorlauf zum Verbraucher und einen kühlen Rücklauf zur Wärmequelle. Dazu entnimmt die eXm über zwei Kreisläufe Wasser aus der Speichermitte. Ein Kreislauf leitet das Wasser zum Kondensator der Maschine, wo es erhitzt wird, bevor es in den oberen Teil des Speichers gelangt. Der andere Kreislauf führt über den Verdampfer und leitet das dort heruntergekühlte Wasser anschließend in den unteren Speicherbereich.
Besserer Systemwirkungsgrad
Die optimierte Temperaturschichtung geschieht unabhängig vom Heizwärme- oder Warmwasserverbrauch, daher steigert die eXm oft auch die Effizienz. Zum Beispiel weil Quellen mit geringem Temperaturniveau durch Einsatz der eXm teure Energieträger substituieren können. Oder weil das Nachheizen des Pufferspeichers effizienter erfolgt und die selteneren Ladezyklen die Quelle schonen. Mithilfe der eXergiemaschine lässt sich auch mehr Energie mit dem gleichen Volumenstrom transportieren. Bei Neuanlagen dürfen die Leitungen daher kleiner ausfallen.
Der Einsatz der eXergiemaschine eignet sich überall dort, wo tiefe Rücklauftemperaturen erwünscht sind, die Vorlauftemperaturen erhöht, Schaltzyklen verringert oder die Laufzeiten verlängert werden sollen. Sie wirkt außerdem Zirkulationsverlusten bei der Warmwasserbereitstellung entgegen.
