Kursbeschreibung

Wärmepumpen sind eine Schlüsseltechnologie für die industrielle Energiewende. Sie ermöglichen die effiziente Nutzung erneuerbarer Energiequellen, die Reduzierung von Treibhausgasemissionen und die Senkung von Betriebskosten. Die Hochschule Kaiserslautern betreibt selbst solche Wärmepumpen und bietet den Studierenden dadurch direkten Zugang zu praxisnahen Anwendungen und modernster Technologie.

Inhalte

Die Lehrveranstaltung bietet eine praxisnahe Einführung in Wärmepumpen mit Schwerpunkt auf industriellen Anwendungen. Behandelt werden thermodynamische Grundlagen, Aufbau und Arbeitszyklus von Kompressionswärmepumpen sowie zentrale Komponenten und die Rolle von Kältemitteln im Hinblick auf Umweltwirkungen. Leistungskennzahlen wie COP und Jahresarbeitszahl (JAZ) dienen als Basis für die Bewertung. Der Fokus liegt auf industriellen Prozessen: Großwärmepumpen für Heizung und Dampferzeugung sowie mechanische Brüdenverdichtung (MVR) etwa in der Destillation. Praxisnahe Fallstudien und aktuelle Normen wie die VDI 4646 verdeutlichen Einsatzmöglichkeiten und Anforderungen. Ergänzend wird ein kurzer Überblick zu ökonomischen und regulatorischen Rahmenbedingungen gegeben. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Anwendung von Python (Jupyter Notebook) und Open-Source-Bibliotheken wie CoolProp zur Berechnung thermodynamischer Zustände, zur Visualisierung sowie zur Analyse von Prozess- und Wetterdaten.

Kompetenzen/Lernziele

Die Teilnehmer sind nach Abschluss der Maßnahme in der Lage:

• Funktionsprinzipien von Kompressionswärmepumpen tiefgehend zu verstehen und auf industrielle Anwendungsfälle zu übertragen.
• Wärmepumpensysteme für spezifische Produktionsprozesse bedarfsgerecht auszulegen, zu bewerten und zu optimieren.
• Konzepte zur technischen Integration von Wärmepumpen in bestehende thermische Prozesse zu entwickeln.
• Das Potenzial der Technologie zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen (Dekarbonisierung) fundiert einzuordnen.
• Python und Open-Source-Bibliotheken (z. B. CoolProp) sicher anzuwenden, um thermodynamische Berechnungen durchzuführen sowie Wetter- und Prozessdaten datengestützt zu analysieren.