Schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln - Frequenzumrichter mit APFVF für Wärmepumpen mit Kältemittel R290 (TP 3)

Description: Wärmepumpen sind eine der zentralen Lösungen für die klimaneutrale Gebäudeheizung- und Klimatisierung der Zukunft. Im Jahr 2021 waren 1,2 Mio. Wärmepumpen in Deutschland im Betrieb. Die überwiegende Zahl dieser Wärmepumpen (70%) nutzen als Quelle die Luft. Steigt ihre Zahl weiter so stark an, wird eine Herausforderung immer zentraler: Die Geräuschentwicklung der Wärmepumpen auf ein Minimum bringen. Diese Herausforderung geht der Projektverbund für Luft/Wasser-Wärmepumpen mit Wärmepumpenherstellern, Komponentenlieferanten und Forschungsinstituten an. Der Projektverbund verbindet Methodenentwicklung zur akustischen Analyse und Bewertung von Wärmepumpen und deren Komponenten mit Lösungsentwicklungen in Technologieprojekten mit neuen Komponenten in Wärmepumpen, neuen Formen der Schalldämpfung und innovativen Gerätemodifikationen. Das Technologieprojekt 3 - Frequenzumrichter mit Aktiver Power Factor Correction (APFC) für Wärmepumpen mit Kältemittel R290 - Inverter4R290 befasst sich mit dem Einsatz von umweltfreundlichem Kältemittel R290 in Wärmepumpen. Dabei ist der Fokus auf der Leistungselektronik. Diese soll so gestaltet werden, dass sie für unterschiedliche Leistungsklassen von Wärmepumpen eingesetzt werden kann. Die Leistungselektronik besteht aus der APFC und einer Wechselrichterstufe. Die Leistungselektronik ist für den einphasigen und dreiphasigen Netzanschluss dimensioniert. Die APFC ist ausgelegt, um zukünftige Netzanforderungen bezüglich der Oberschwingungen im verbrauchten Strom über den kompletten Lastbereich und der Blindleistungsbereitstellung zu erfüllen. Die Wechselrichterstufe soll für einen hohen Wirkungsgrad und die Absenkung der Schallemissionen der Wärmepumpe optimiert werden. Je nach Taktfrequenz und ggf. aktiver Kühlung kann die gesamte Leistungselektronik auch zu Schallemissionen beitragen. Außerdem werden Bauraum und Kühlungsbedarf der Leistungselektronik für den Wärmepumpeneinsatz optimiert.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Kältemittel R290 ? Schalldämpfung ? Natürliches Kältemittel ? Luftwärmepumpe ? Elektrizitätsverbrauch ? Schallemission ? Wärmepumpe ? Energie ? Wirkungsgrad ? Forschungseinrichtung ? Kühlung ?

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)
• Stiebel Eltron GmbH & Co. KG (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Noise-reduced efficient electric heat pumps with natural refrigerants - Frequency converter with APFVF for heat pumps with refrigerant R290 (TP 3)
  Description: Heat pumps are one of the key solutions for climate-neutral building heating and air conditioning in the future. In 2021, 1.2 million heat pumps were in operation in Germany. The vast majority of these heat pumps (70%) use air as their source. If their numbers continue to rise so sharply, one challenge will become increasingly central: keeping the noise generated by the heat pumps to a minimum. This challenge is being addressed by the project network for air-to-water heat pumps with heat pump manufacturers, component suppliers and research institutes. The project network combines method development for acoustic analysis and evaluation of heat pumps and their components with solution development in technology projects with new components in heat pumps, new forms of sound insulation and innovative equipment modifications. The technology project 3 – Frequency converter with Active Power Factor Correction (APFC) for heat pumps with refrigerant R290 - Inverter4R290 deals with the use of environmentally friendly refrigerant R290 in heat pumps. The focus is on the power electronics. This is to be designed in such a way that it can be used for different performance classes of heat pumps. The power electronics consist of the APFC and an inverter stage. The power electronics are dimensioned for single-phase and three-phase grid connection. The APFC is designed to meet future grid requirements in terms of harmonics in the consumed power over the complete load range and reactive power provision. The inverter stage is to be optimized for high efficiency and reduction of noise emissions from the heat pump. Depending on the clock frequency and active cooling, if any, the entire power electronics may also contribute to noise emissions. In addition, the installation space and cooling requirements of the power electronics will be optimized for heat pump use. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1119588

Status

Aktiv

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