
Design of Heat Exchangers for Heat Pump Applications
Wärmepumpen (HP) ermöglichen die Bereitstellung von Wärme ohne direkte Verbrennung, sowohl in zivilen als auch in industriellen Anwendungen.
Es handelt sich um sehr effiziente Systeme, die durch die Nutzung von elektrischer Energie die lokale Umweltverschmutzung und die globalen CO2-Emissionen erheblich reduzieren. Da es sich bei Strom um eine teilweise erneuerbare Ressource handelt und die Leistungszahl (COP) bis zu vier oder mehr betragen kann, können KWK-Anlagen nahezu kohlenstoffneutral sein und eine nachhaltige Zukunft ermöglichen.
Die richtige Auswahl der Wärmequelle und die korrekte Auslegung der Wärmetauscher sind entscheidend für das Erreichen hoher Wirkungsgrade von KWK-Anlagen. Wärmetauscher sind daher (auch im Hinblick auf Wärmesteuerungsstrategien) eines der Hauptelemente von KWK-Anlagen, und die Verbesserung ihrer Leistung steigert die Effektivität des gesamten Systems. Sowohl der Wärmeübergang als auch der Druckabfall müssen für die korrekte Dimensionierung berücksichtigt werden, insbesondere im Fall von Mini- und Mikrogeometrien, für die herkömmliche Modelle und Korrelationen nicht anwendbar sind.
Neue Modelle und Messungen sind erforderlich, um ein optimales HPs-System zu entwerfen, einschließlich Optimierungsstrategien für Energieausnutzung, Temperaturkontrolle und mechanische Zuverlässigkeit. Daher ist ein multidisziplinärer Ansatz für die Analyse erforderlich und wird zur künftigen Herausforderung.