Großwärmepumpe für Wärmenetze 4.0 - Innovative Konzeptionen von Großwärmepumpen für die Transformationen der Wärmeversorgung von bestehenden Quartieren und Gebäuden, Teilvorhaben: Technische Sicherheitskonzeptionen für mehrstufige Kältekreise mit A3 Kältemitteln

Description: Die Umstellung der Wärmeversorgungseinrichtungen in bestehenden Wärmenetzen und Quartierslösungen, ist eine wesentliche abgeleitete umweltpolitische Forderung des 7. Energieforschungsprogramms. Im Projekt sollen umsetzungsnahe Wärmepumpenkonzepte entwickelt werden, die eine zeitnahe Transformation zulassen, wirtschaftlich tragfähig und nachhaltig sind. Dabei soll der Fokus auf die Übertragbarkeit der Lösungen auf großen Versorgungsanlagen mit größer als 500 kW thermischer Leistung gerichtet werden. Durch eine spezielle Anlagenschaltung und den Einsatz von natürlichen Kältemitteln soll einerseits die Energieeffizienz bei der großen Temperaturspreizung zwischen Wärmequelle und Wärmesenke (bis 90 K) im Vergleich zu bekannten Lösungen gesteigert und andererseits durch die Verwendung eines nachhaltigen Kältemittels diese Technologie nachhaltig gestalten werden. Die Einbindung von diversen Wärmequellen soll für die zu entwickelnden WP weitestgehend flexibel gehalten werden, indem auf einem Solekreis als hydraulische Schnittstelle orientiert wird. Die besondere Herausforderung dieser Themenstellung ist die große Temperaturspreizung zwischen Wärmequelle und Senke von bis zu 90K. Die avisierte technische Anlagenkonzeption wird mindestens eine zweistufige Verdichtung erfordern, wobei dabei die Auswahl und Abstimmung der geeignetsten, vorzugsweise natürlichen Kältemittel auf die konkret gewählte Anlagenschaltung ein Bearbeitungsschwerpunkt sein wird. Die voraussichtliche Kombination von A3-Kältemitteln bei höheren Anlagentemperaturen und die daraus resultierende besondere Beachtung der Sicherheitsaspekte wird in den Entwicklungs-prozess der Anlagenkonzeption integriert. Ziel dabei ist, die notwendigen höheren Sicherheitsanforderungen durch technische Lösungen möglichst so zu gestalten, dass sich die Anforderungen an Aufstellbedingungen und Betrieb für potentielle Betreiber nicht wesentlich von den bisher bei Sicherheitskältemitteln angewandten unterscheidet.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Natürliches Kältemittel ? Kältemittel ? Wärmeversorgung ? Gebäude ? Energieeffizienz ? Sicherheitsvorschrift ?

Region: Sachsen

Bounding boxes: 10.96785° .. 10.96785° x 47.85761° .. 47.85761°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-12-01 - 2025-11-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Technical safety concepts for multi-stage refrigeration circuits with A3 refrigerants
  Description: The conversion of heat supply facilities in existing heating networks and neighborhood solutions, is an essential derived environmental policy requirement of the 7th Energy Research Program. In the project, implementation-oriented heat pump concepts are to be developed, which allow a timely transformation, are economically viable and sustainable. The focus will be on the transferability of the solutions to large utility plants with > 500 kW thermal capacity. Through a special system circuit and the use of natural refrigerants, on the one hand the energy efficiency should be increased with the large temperature spread between heat source and heat sink (up to 90 K) compared to known solutions, and on the other hand this technology should be made sustainable through the use of a sustainable refrigerant. The integration of various heat sources should be kept as flexible as possible for the heat pumps to be developed by orienting on a brine circuit as the hydraulic interface. The special challenge of this topic is the large temperature spread between heat source and sink of up to 90K. The envisaged technical plant design will require at least two-stage compression, whereby the selection and matching of the most suitable, preferably natural refrigerants to the specifically selected plant circuit will be a focal point of the work. The expected combination of A3 refrigerants at higher plant temperatures and the resulting special attention to safety aspects will be integrated into the development process of the plant design. The aim here is to design the necessary higher safety requirements through technical solutions in such a way that the requirements for installation conditions and operation for potential operators do not differ significantly from those previously applied for safety refrigerants. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1123105

Status

Aktiv

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