Methodenentwicklung zur künstlichen Alterung von Propankältekreisen als Voraussetzung für Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung von Wärmepumpen

Description: Aktuell wird die Wärmeversorgung deutscher Haushalte maßgeblich durch Öl- und Gasheizungen bewerkstelligt, was eine starke Abhängigkeit von fossilen Ressourcen bedeutet. Durch ihre Effizienz verhalten sich elektrische Wärmepumpen (WP) deutlich klimafreundlicher und können, wenn mit Strom aus regenerativen Energiequellen betrieben, maßgeblich zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung beitragen. Zusätzlich wird die Nutzung umweltfreundlicher Kältemittel wie z.B. Propan (R290) oder Butan (R600) zunehmend gesetzlich gefördert. Durch die hohe Entzündlichkeit dieser Kältemittel rückt eine dauerhafte, technische Dichtheit ins Zentrum aktueller WP-Entwicklungen. Im Rahmen eines Fraunhofer Plattformprojekts sollen in WP-Resilienz in enger Kooperation mit der Industrie (Hersteller für Haus-WP und Klimagerätehersteller für Schienenfahrzeuge) Methoden zur künstlichen/ beschleunigten Alterung, zielgerichteten Fehlstellenanalyse und Lebensdauerprognose von Propan-Kältekreisen entwickelt werden. Zudem soll eine vereinheitliche Datenbasis für die Risikobewertung von Kältekreisen im Hinblick auf Leckagen und damit verbunden ausströmendes Kältemittel geschaffen werden. Neben Leckagen sollen auch Risiken basierend auf Zündquellen und Unfälle in die Datenbank aufgenommen werden. Durch die zentralen Ergebnisse des Vorhabens soll der Industrie eine Methodik zur Verfügung gestellt werden, um das komplexe Zusammenspiel von Schwingungsanregungen durch den Kompressor, Eigenspannungen nach dem Herstellungsprozess sowie Temperatur- und Druckschwankungen und variierende Umwelteinflüsse (z.B. korrosive Atmosphären) wissenschaftlich und anwendungsnah zu bewerten, wodurch erstmals eine belastbare Lebensdauerabschätzung von hermetischen Kältekreisen möglich wird. Zusätzlich sollen detaillierte Untersuchungen von leckbehafteten Bauteilen eine übersichtliche Datengrundlage zur Durchführung von Risikobewertungen für Kältekreise ermöglichen, die zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben ist.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Butan ? Propan ? Erneuerbarer Energieträger ? Kältemittel ? Wärmeversorgung ? Wärmepumpe ? Dekarbonisierung ? Schienengüterverkehr ? Nicht erneuerbare Ressource ? Produktionstechnik ? Schienenfahrzeug ? Gasheizung ? Atmosphäre ? Datenbank ? Leckage ? Ökologischer Faktor ? Risikobewertung ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-08-01 - 2027-07-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Method development for artificial aging of propane refrigeration circuits as a prerequisite for measures to extend the service life of heat pumps
  Description: Currently, German households are mainly heated by oil and gas, which means they are heavily dependent on fossil resources. Thanks to their efficiency, electric heat pumps (HPs) are much more climate-friendly and, when operated with electricity from renewable energy sources, can make a significant contribution to decarbonizing the heat supply. In addition, the use of environmentally friendly refrigerants such as propane (R290) or butane (R600) is increasingly promoted by law. Due to the high flammability of these refrigerants, permanent technical tightness is becoming the focus of current heat pump developments. Within the framework of a Fraunhofer platform project, methods for artificial/accelerated aging, targeted failure analysis and service life prediction of propane refrigeration circuits are to be developed in WP-Resilienz in close cooperation with industry (manufacturers for domestic HP and air conditioning unit manufacturers for rail vehicles). In addition, a standardized database is to be created for the risk assessment of refrigeration circuits with regard to leakages and the associated escaping refrigerant. In addition to leakages, risks based on ignition sources and accidents will also be included in the database. The central results of the project will provide the industry with a methodology to evaluate the complex interaction of vibration excitations by the compressor, residual stresses after the manufacturing process as well as temperature and pressure fluctuations and varying environmental influences (e.g. corrosive atmospheres) in a scientific and application-oriented manner, thus enabling a reliable lifetime assessment of hermetic refrigeration circuits for the first time. In addition, detailed investigations of leaky components will provide a clear data basis for carrying out risk assessments for refrigeration circuits, which is necessary to comply with legal requirements. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1119024

Status

Aktiv

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