Ejektoren zur Steigerung der Effizienz von Wärmepumpen und Kälteanlagen

Ejektoren bei Wärmepumpen

Ejektoren sind innovative Komponenten, die in Wärmepumpen eingesetzt werden, um deren Effizienz signifikant zu steigern. Sie ermöglichen eine signifikative Wirkungsgradsteigerung indem sie die im Verdichter benötigte Kompressionsarbeit optimieren und teilweise zurückgewinnen.

Funktionsweise von Ejektoren
Ejektoren arbeiten nach dem Venturi-Prinzip. Dabei wird ein Hochdruckstrom durch eine Düse beschleunigt, was zu einem Druckabfall führt. Dieser Druckabfall erzeugt einen Unterdruck, der es ermöglicht, einen Niederdruckstrom (Saugstrom) anzuziehen der sich mit dem Hochdruckstrom vermischt. Im Anschluss wird die kinetische Energie im Diffusor wieder in Druckenergie umgewandelt, was zu einer Druckerhöhung des Gesamtmassenstroms führt.

Vorteile
Durch die Rückgewinnung von Drosselverlusten kann ein Teil der Kompressionsarbeit eingespart werden, was die Gesamtenergieeffizienz der Wärmepumpe erhöht

Ejektoren können die erforderliche Leistung des Kompressors signifikant verringern oder sogar eine Kompressor-Stufe bei mehrstufigen Systemen ersetzen.

Ejektoren ermöglichen die Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen und können in unterschiedlichen Konfigurationen eingesetzt werden, um die Leistung zu optimieren.

Herausforderungen
Trotz ihrer Vorteile sind Ejektoren in der Praxis noch nicht weit verbreitet. Ejektoren müssen genau auf ihre Betriebsbedingungen abgestimmt werden, was hohe Anforderungen an das Design stellt weiter ist die Unsicherheit über die Kosten-Nutzen-Verhältnisse ein Grund, dass viele Hersteller, diese Technologie nicht implementieren.

Insgesamt bieten Ejektoren vielversprechende Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung in Wärmepumpensystemen, erfordern jedoch weiterhin Forschung und Entwicklung, um ihre Anwendung in der Industrie zu optimieren und wirtschaftlich attraktiv zu gestalten.