Mit studentischer Projektarbeit zur effizienten Wärmepumpe
Jeweils zum Jahresende präsentieren die Fünftsemestrigen der ZHAW School of Engineering ihre praktischen Projektarbeiten. Der Student David Koller erklärt, was ihn bei seiner Arbeit über die Leistungsmessung an Wärmepumpen besonders gefordert hat.
Rund 14 Projektarbeiten wurden im vergangenen Semester am Institut für Energiesysteme und Fluid-Engineering (IEFE) mit dem Schwerpunkt «Thermische Erneuerbare Energien» realisiert. Während mehrerer Wochen hatten die Studierenden die Gelegenheit, sich mit einem Thema aus der Praxis zu beschäftigen. Neben Messungen an thermischen Solaranlagen oder der Optimierung einer Saugdüse entstand dabei auch das Projekt «Mobile Messung der Wärmepumpen Performance» von David Koller und Rico Freund unter der Leitung von Professor Frank Tillenkamp.
Performance selten geprüft
Die Studenten Koller und Freund untersuchten bei ihrem Projekt das Verhalten einer Wärmepumpe unter realen Betriebsbedingungen. Diese legen Ingenieure bei der Planung auf die zu erwartende Spitzenbelastung aus. Ob dieser Betriebspunkt erreicht und die Pumpe damit die gewünschte Performance leisten kann, wird aufgrund von mangelnder Instrumentierung aber selten geprüft. «Wir wollten darum herausfinden, wie eine Anlage theoretisch ausgelegt ist und welche Leistung im normalen Betrieb dann wirklich gebraucht wird», führt Koller aus. Mit solchen Erkenntnissen wird eine energieeffizientere Gestaltung der Maschine möglich.
Optimierung der Wärmepumpe
Für die gewünschten Resultate führten die Studierenden Messungen an einer Wärmepumpe der Scheco AG durch. Dabei wurde mit einem mobilen Performance-Messsystem des IEFE gearbeitet. David Koller resümiert: «Wir konnten klar feststellen, dass die theoretisch definierten Daten gut mit der gemessenen Realität übereinstimmen». Zusätzlich fanden die Studierenden heraus, dass auf der exergetischen Ebene viel hochwertige Energie verloren geht. «Wenn man das verhindern kann, dann wird die Wärmepumpe entscheidend optimiert.»
Brauchbare Resultate erzielen
Während des Projekts galt es für die beiden Studenten auch einige Herausforderungen zu meistern: «Das Thema Wärmepumpen war komplett neu für uns. Wir mussten zuerst einmal herausfinden, wie so eine Anlage funktioniert». Ebenfalls sei es schwierig gewesen, bei den Messungen immer brauchbare Resultate zu erzielen. Und es ist laut Koller klar, dass das Untersuchungsfeld noch vertieft werden könnte. Einige seiner Studienkollegen und -kolleginnen versuchen dies im neuen Jahr: Diverse Projektthemen werden für Bachelorarbeiten verwendet.