Bisher wurden Züge vorrangig mit umwelt- und klimaschädlichen fluorierten Treibhausgasen (F-Gasen) gekühlt. Der im Projekt durchgeführte Praxistest bestätigt die Eignung des natürlichen, brennbaren Kältemittels Propan für Bahnklimaanlagen. Damit steht neben Luft und Kohlendioxid ein drittes Kältemittel ohne Fluor für Bahnklimaanlagen zur Verfügung. Die Kälteleistung ist mindestens so gut wie die von R134a, dem herkömmlichen Kältemittel. Es ist sogar denkbar, Propan zusätzlich zum Heizen zu verwenden. Veröffentlicht in Texte | 23/2025.
Das Projekt "Entwicklung von Wärmepumpenlösungen mit Propan für den Austausch von Gas- und Ölgeräten" wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.In dem hier skizzierten Projekt sollen einfach anwendbare und multiplizierbare Lösungen für den Austausch von Gas- und Ölheizungen durch Wärmepumpen in Bestandsgebäuden unter Verwendung des natürlichen Kältemittels R290 (Propan) erarbeitet werden. Die Kombination aus dem für die Energiewende erforderlichen Anstieg installierter Wärmepumpensysteme (6 Mio. Geräte bis 2030) und der angestrebten Verschärfung der F-Gas-Verordnung stellt für die Wärmepumpenhersteller und die umsetzenden Gewerke eine große Herausforderung dar. Dabei stellen sich je nach Bestandsanlagentechnik und Gebäudeklasse (E/ZFH vs. MFH, Baualtersklasse) verschiedene Anforderungen und Schwierigkeitsgrade des Heizungsaustauschs durch Wärmepumpen. Besondere Herausforderungen werden im Wohnungsbestand der Mehrfamilienhäuser gesehen. In dem hier skizzierten Projekt sollen für die drei Anwendungsfelder 'Ersatz Gas-Etagenheizung', 'Ersatz Zentralheizung im Keller' und 'Leistungssteigerung außen aufgestellter Wärmepumpen' technische Wärmepumpensystemlösungen entwickelt und in unterschiedlicher Ausprägung durch Funktionsmuster demonstriert werden. Die Lösungen sollen derart gestaltet sein, dass im Anschluss an das Projekt eine breite und akzeptierte Umsetzung in Gebäuden stattfinden kann. Die wissenschaftlichen Herausforderungen liegen in zahlreichen Einzelthemen, wie z.B. der Kältemittelreduktion für neue Wärmepumpensysteme, der Entwicklung von Lösungen für den Ersatz von Gasetagenheizungen, der systematischen Quellenanalyse hierfür und der integrierenden Regelung zwischen Gerät und System und soll Grundstein für Entwicklungsfragen der nächsten und übernächsten Produktgenerationen sein. Die zentralen Marktakteure dieses Prozesses, die Wohnungswirtschaft und die Wärmepumpenhersteller, sind über einen Beirat in das Projekt eingebunden und können die Anforderungen und Randbedingungen der zu entwickelnden Lösungen mitbestimmen und jeweils in ihre dann folgenden Produktentwicklungen übernehmen.
Das Projekt "Entwicklung von Wärmepumpenlösungen mit Propan für den Austausch von Gas- und Ölgeräten, Entwicklung von Wärmepumpenlösungen mit Propan für den Austausch von Gas- und Ölgeräten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.In dem hier skizzierten Projekt sollen einfach anwendbare und multiplizierbare Lösungen für den Austausch von Gas- und Ölheizungen durch Wärmepumpen in Bestandsgebäuden unter Verwendung des natürlichen Kältemittels R290 (Propan) erarbeitet werden. Die Kombination aus dem für die Energiewende erforderlichen Anstieg installierter Wärmepumpensysteme (6 Mio. Geräte bis 2030) und der angestrebten Verschärfung der F-Gas-Verordnung stellt für die Wärmepumpenhersteller und die umsetzenden Gewerke eine große Herausforderung dar. Dabei stellen sich je nach Bestandsanlagentechnik und Gebäudeklasse (E/ZFH vs. MFH, Baualtersklasse) verschiedene Anforderungen und Schwierigkeitsgrade des Heizungsaustauschs durch Wärmepumpen. Besondere Herausforderungen werden im Wohnungsbestand der Mehrfamilienhäuser gesehen. In dem hier skizzierten Projekt sollen für die drei Anwendungsfelder 'Ersatz Gas-Etagenheizung', 'Ersatz Zentralheizung im Keller' und 'Leistungssteigerung außen aufgestellter Wärmepumpen' technische Wärmepumpensystemlösungen entwickelt und in unterschiedlicher Ausprägung durch Funktionsmuster demonstriert werden. Die Lösungen sollen derart gestaltet sein, dass im Anschluss an das Projekt eine breite und akzeptierte Umsetzung in Gebäuden stattfinden kann. Die wissenschaftlichen Herausforderungen liegen in zahlreichen Einzelthemen, wie z.B. der Kältemittelreduktion für neue Wärmepumpensysteme, der Entwicklung von Lösungen für den Ersatz von Gasetagenheizungen, der systematischen Quellenanalyse hierfür und der integrierenden Regelung zwischen Gerät und System und soll Grundstein für Entwicklungsfragen der nächsten und übernächsten Produktgenerationen sein. Die zentralen Marktakteure dieses Prozesses, die Wohnungswirtschaft und die Wärmepumpenhersteller, sind über einen Beirat in das Projekt eingebunden und können die Anforderungen und Randbedingungen der zu entwickelnden Lösungen mitbestimmen und jeweils in ihre dann folgenden Produktentwicklungen übernehmen.
Das Projekt "Schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln - Frequenzumrichter mit APFVF für Wärmepumpen mit Kältemittel R290 (TP 3), Teilvorhaben: Design und Messung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.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.
Das Projekt "Schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln - Frequenzumrichter mit APFVF für Wärmepumpen mit Kältemittel R290 (TP 3)" wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.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.
Das Projekt "Schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln - Mikrokanal-Verdampfer mit geometrischen Adaptionen (TP 1A), Teilvorhaben: Design und Fertigung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: MAHLE Behr GmbH & Co. KG.Wärmepumpen sind eine der zentralen Lösungen für die klimaneutrale Gebäudeheizung und Klimatisierung der Zukunft. Die Absatzzahlen im Heizungsbereich stiegen in den letzten Jahren in Deutschland stark an, auf 154.000 installierte Geräte im Jahr 2021. Im Neubau wurde jede zweite Heizung mit der Wärmepumpentechnologie umgesetzt. Im Jahr 2021 waren 1,2 Mio. Wärmepumpen in Deutschland im Betrieb. Die überwiegende Zahl dieser Wärmepumpen (70%) nutzen als Wärmequelle 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 QUEEN-HP 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 1A 'Mikrokanal-Verdampfer mit Geometrischen Adaptionen' befasst sich mit Geometrieänderungen an Microchannel Wärmeübertragern für deren Einsatz als Verdampfer mit Kältemittel R290 (Propan) für Luft-Wasser-Wärmepumpen im Heizleistungsbereich von 10kW. Die geometrischen Änderungen am Verteiler und den Lamellen zielen auf eine bessere Verteilung des Kältemittels und langsameres Vereisen des Verdampfers ab. Die Performance mehrerer iterativ optimierter Microchannel-Verdampfer wird experimentell bestimmt. Bei der Vermessung wird eine kombinierte Methode aus u.a. Infrarotaufnahmen, Makrodetailaufnahmen und Messungen des Dampfgehalts eingesetzt, um gezielt geometrische Anpassungen am Verdampfer vornehmen zu können.
Das Projekt "Schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln - Mikrokanal-Verdampfer mit geometrischen Adaptionen (TP 1A)" wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.Wärmepumpen sind eine der zentralen Lösungen für die klimaneutrale Gebäudeheizung und Klimatisierung der Zukunft. Die Absatzzahlen im Heizungsbereich stiegen in den letzten Jahren in Deutschland stark an, auf 154.000 installierte Geräte im Jahr 2021. Im Neubau wurde jede zweite Heizung mit der Wärmepumpentechnologie umgesetzt. Im Jahr 2021 waren 1,2 Mio. Wärmepumpen in Deutschland im Betrieb. Die überwiegende Zahl dieser Wärmepumpen (70%) nutzen als Wärmequelle 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 QUEEN-HP 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 1A 'Mikrokanal-Verdampfer mit Geometrischen Adaptionen' befasst sich mit Geometrieänderungen an Microchannel Wärmeübertragern für deren Einsatz als Verdampfer mit Kältemittel R290 (Propan) für Luft-Wasser-Wärmepumpen im Heizleistungsbereich von 10kW. Die geometrischen Änderungen am Verteiler und den Lamellen zielen auf eine bessere Verteilung des Kältemittels und langsameres Vereisen des Verdampfers ab. Die Performance mehrerer iterativ optimierter Microchannel-Verdampfer wird experimentell bestimmt. Bei der Vermessung wird eine kombinierte Methode aus u.a. Infrarotaufnahmen, Makrodetailaufnahmen und Messungen des Dampfgehalts eingesetzt, um gezielt geometrische Anpassungen am Verdampfer vornehmen zu können.
Das Projekt "Schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln - Mikrokanal-Verdampfer mit geometrischen Adaptionen (TP 1A), Teilvorhaben: Kältemittelverteilung und Vermessung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.Wärmepumpen sind eine der zentralen Lösungen für die klimaneutrale Gebäudeheizung und Klimatisierung der Zukunft. Die Absatzzahlen im Heizungsbereich stiegen in den letzten Jahren in Deutschland stark an, auf 154.000 installierte Geräte im Jahr 2021. Im Neubau wurde jede zweite Heizung mit der Wärmepumpentechnologie umgesetzt. Im Jahr 2021 waren 1,2 Mio. Wärmepumpen in Deutschland im Betrieb. Die überwiegende Zahl dieser Wärmepumpen (70%) nutzen als Wärmequelle 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 QUEEN-HP 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 1A 'Mikrokanal-Verdampfer mit Geometrischen Adaptionen' befasst sich mit Geometrieänderungen an Microchannel Wärmeübertragern für deren Einsatz als Verdampfer mit Kältemittel R290 (Propan) für Luft-Wasser-Wärmepumpen im Heizleistungsbereich von 10kW. Die geometrischen Änderungen am Verteiler und den Lamellen zielen auf eine bessere Verteilung des Kältemittels und langsameres Vereisen des Verdampfers ab. Die Performance mehrerer iterativ optimierter Microchannel-Verdampfer wird experimentell bestimmt. Bei der Vermessung wird eine kombinierte Methode aus u.a. Infrarotaufnahmen, Makrodetailaufnahmen und Messungen des Dampfgehalts eingesetzt, um gezielt geometrische Anpassungen am Verdampfer vornehmen zu können.
Das Projekt "Steigerung der Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit von spanenden Werkzeugmaschinen durch optimierte Kühlung mit ökoeffizienter und digitaler Kältetechnik, Teilvorhaben: Entwicklung einer Kältemaschine mit dem Kältemittel R290" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: BKW Kälte-Wärme-Versorgungstechnik GmbH.Dieses Verbundvorhaben adressiert den wachsenden Bedarf nach einer CO2-neutralen Fertigung insbesondere in den für Deutschland wirtschaftlich wichtigen Sektoren Maschinenbau, Metallerzeugung und -bearbeitung und der Herstellung von Kraftwagen und Kraftwagenteilen. Dieses Vorhaben leistet einen erheblichen Beitrag dazu, in dem es den Energiebedarf und die kältemittelinduzierten CO2-Emissionen zur Maschinenkühlung deutlich verringert. Dazu sollen besonders kompakte, leistungsoptimierte Kälteaggregate mit einem CO2-neutralen, natürlichen Kältemittel entwickelt werden und die bauliche und digitale Integration des Kälteaggregats in das Gesamtsystem einer Werkzeugmaschine und deren Fertigungsplanung mit deutlich optimierter vorausschauender Regelung und Wartungsfreundlichkeit umgesetzt werden.
Das Projekt "Schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln - Frequenzumrichter mit APFVF für Wärmepumpen mit Kältemittel R290 (TP 3), Teilvorhaben: Fertigung und Vorprüfung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Stiebel Eltron GmbH & Co. KG.Wärmepumpen sind eine der zentralen Lösungen für die klimaneutrale Gebäudeheizung- und Klimatisierung der Zukunft. Im Neubau wurde 2021 jede zweite Heizung mit der Wärmepumpentechnologie umgesetzt. 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 QUEEN-HP 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 energieeffizienten und zukunftssicheren Gerätemodifikationen. Das Technologieprojekt 3 Inverter4R290 - Wechselrichter mit Aktiver Power Factor Correction (APFC) für Wärmepumpen mit Kältemittel R290 - befasst sich mit dem Einsatz von umweltfreundlichem Kältemittel R290 in Wärmepumpen. Dabei ist der Fokus auf der Leistungselektronik (LE). Diese soll so gestaltet werden, dass sie für unterschiedliche Leistungsklassen von Wärmepumpen eingesetzt werden kann. Die LE besteht aus der APFC und einer Wechselrichterstufe. Die LE 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 LE auch zu Schallemissionen beitragen. Der Bauraum und die Kühlung der LE werden für Wärmepumpen optimiert.
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