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.
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.
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.
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.
Durch den Klimawandel steigt der Bedarf an Komfortklimakälte auch in Deutschland stetig an. Viele Bestandsgebäude werden mit Klimatechnik auf- oder nachgerüstet, Neubauten im Nichtwohngebäudebereich werden selten ohne maschinelle Klimatisierung errichtet. Der Bedarf wird meist gebäudeindividuell ermittelt und die entsprechende Technik installiert. Durch den Anschluss an ein Fernkältenetz entfallen wesentliche Komponenten wie Kältemaschine(n) und Rückkühlwerk, was nicht nur den Raum zur Aufstellung dieser einspart, sondern die Kunden auch von der Einhaltung der damit verbundenen Verordnungen (z.B. 42. BImSchV, F-Gas-V) befreit. Ähnliches gilt analog für Fernwärmenetze. Durch die zentrale Bereitstellung von Kaltwasser ergeben sich mehrere positive Umwelt- und Wirtschaftlichkeitseffekte: Der aggregierte Energiebedarf ist abzüglich der Leitungsverluste ca. 40-50% niedriger gegenüber der gebäudeindividuellen Lösung. Die Spitzenlast eines Fernkältenetzes ist niedriger als die der Gebäude mit eigenem System aufsummiert, dementsprechend fällt die installierte Leistung niedriger aus (Ressourcen- und Investitionskostenersparnis). Lastverschiebungen durch Eisspeicher sind in zentralen Einrichtungen mit dem nötigen Fachpersonal einfacher und effizienter zu betreiben als in den einzelnen Gebäuden. Weiterhin sind in Fernkältezentralen oftmals verschiedene Techniken zur Deckung des Kältebedarfs (Kompressionskälte, Absorptionskälte, Nutzung von natürlicher Kälte (Flüsse, Stadtbäche, Seen, Brunnenkühlung)) installiert, die je nach Situation nahe am optimalen Betriebspunkt eingesetzt werden können. Die Hürden, Kältemaschinen mit umweltfreundlichen natürlichen Kältemitteln wie z.B. Ammoniak und Kohlenwasserstoffe einzusetzen, sind in Fernkältezentralen deutlich niedriger als in den Einzelgebäuden (insbesondere im Bestand).
Wärmepumpen werden bei der Wärmeversorgung der Zukunft (Stichworte: Wärmewende, Sektorenkopplung, 'bezahlbares Heizen') eine große Rolle spielen. Unter Nutzung von regenerativ erzeugter elektrischer Energie können sie die unterschiedlichsten Wärmequellen (z.B. Abwärme oder Umweltwärme) auf ein nutzbares Temperaturniveau heben. Sogenannte 'kalte' Netze (Wärmenetze der neuesten Generation) können insbesondere in neu zu erschließenden Gebieten als Quelle dienen. Dezentral können dann Raumwärme und Warmwasserbereitung getrennt voneinander und sehr energieeffizient 'erzeugt' werden. Geplant ist die Entwicklung einer für unterschiedliche Anwendungen flexibel einsetzbaren Wärmepumpe (Flex-WP) auf Basis natürlicher zeotroper Kältemittelgemische mit einem mittleren bis hohen Temperaturgleit sowohl auf der kalten als auch auf der warmen Seite im Leistungsbereich von ca. 50 kW. Damit können große Spreizungen zwischen Vor- und Rücklauf sowohl auf der Wärmequellen- als auch -senkenseite genutzt bzw. erzeugt werden. Durch den Temperaturgleit bei der Wärmeübertragung passt sich die Wärmepumpe sehr energieeffizient an die Temperaturen der externen Medien an. Im Vergleich zu Wärmepumpen mit Einstoffkältemitteln bzw. azeotropen Gemischen sind Effizienzsteigerungen von bis zu 20% möglich. Allerdings ist die technische Umsetzung insbesondere in den Wärmeübertragern ein seit Jahrzehnten bekanntes, aber ungelöstes Problem. Die Entwicklung einer grundsätzlichen, technischen Lösung ist ein wesentlicher Schwerpunkt und stellt ein hohes Risiko dar. Entsprechend dem weltweit anvisierten Ausstieg aus fluorierten Kältemitteln (auch europäische 'F-Gase-Verordnung') sollen natürliche Kältemittel zum Einsatz kommen. Die geplante Verwendung von brennbaren Kohlenwasserstoffen erfordert dabei die Erarbeitung von Sicherheitskonzepten für die Innen- und Außenaufstellung. Dies reicht von der Begrenzung der Füllmenge über die Vermeidung von Leckagen und Zündquellen bis hin zur Detektion von Undichtheiten (Text abgebrochen)
Wärmepumpen werden bei der Wärmeversorgung der Zukunft (Stichworte: Wärmewende, Sektorenkopplung, 'bezahlbares Heizen') eine große Rolle spielen. Unter Nutzung von regenerativ erzeugter elektrischer Energie können sie die unterschiedlichsten Wärmequellen (z.B. Abwärme oder Umweltwärme) auf ein nutzbares Temperaturniveau heben. Sogenannte 'kalte' Netze (Wärmenetze der neuesten Generation) können insbesondere in neu zu erschließenden Gebieten als Quelle dienen. Dezentral können dann Raumwärme und Warmwasserbereitung getrennt voneinander und sehr energieeffizient 'erzeugt' werden. Geplant ist die Entwicklung einer für unterschiedliche Anwendungen flexibel einsetzbaren Wärmepumpe (Flex-WP) auf Basis natürlicher zeotroper Kältemittelgemische mit einem mittleren bis hohen Temperaturgleit sowohl auf der kalten als auch auf der warmen Seite im Leistungsbereich von ca. 50 kW. Damit können große Spreizungen zwischen Vor- und Rücklauf sowohl auf der Wärmequellen- als auch -senkenseite genutzt bzw. erzeugt werden. Durch den Temperaturgleit bei der Wärmeübertragung passt sich die Wärmepumpe sehr energieeffizient an die Temperaturen der externen Medien an. Im Vergleich zu Wärmepumpen mit Einstoffkältemitteln bzw. azeotropen Gemischen sind Effizienzsteigerungen von bis zu 20% möglich. Allerdings ist die technische Umsetzung insbesondere in den Wärmeübertragern ein seit Jahrzehnten bekanntes, aber ungelöstes Problem. Die Entwicklung einer grundsätzlichen, technischen Lösung ist ein wesentlicher Schwerpunkt und stellt ein hohes Risiko dar. Entsprechend dem weltweit anvisierten Ausstieg aus fluorierten Kältemitteln (auch europäische 'F-Gase-Verordnung') sollen natürliche Kältemittel zum Einsatz kommen. Die geplante Verwendung von brennbaren Kohlenwasserstoffen erfordert dabei die Erarbeitung von Sicherheitskonzepten für die Innen- und Außenaufstellung. Dies reicht von der Begrenzung der Füllmenge über die Vermeidung von Leckagen und Zündquellen bis hin zur Detektion von Undichtheiten (Text abgebrochen)
Wärmepumpen werden bei der Wärmeversorgung der Zukunft (Stichworte: Wärmewende, Sektorenkopplung, 'bezahlbares Heizen') eine große Rolle spielen. Unter Nutzung von regenerativ erzeugter elektrischer Energie können sie die unterschiedlichsten Wärmequellen (z.B. Abwärme oder Umweltwärme) auf ein nutzbares Temperaturniveau heben. Sogenannte 'kalte' Netze (Wärmenetze der neuesten Generation) können insbesondere in neu zu erschließenden Gebieten als Quelle dienen. Dezentral können dann Raumwärme und Warmwasserbereitung getrennt voneinander und sehr energieeffizient 'erzeugt' werden. Geplant ist die Entwicklung einer für unterschiedliche Anwendungen flexibel einsetzbaren Wärmepumpe (Flex-WP) auf Basis natürlicher zeotroper Kältemittelgemische mit einem mittleren bis hohen Temperaturgleit sowohl auf der kalten als auch auf der warmen Seite im Leistungsbereich von ca. 50 kW. Damit können große Spreizungen zwischen Vor- und Rücklauf sowohl auf der Wärmequellen- als auch -senkenseite genutzt bzw. erzeugt werden. Durch den Temperaturgleit bei der Wärmeübertragung passt sich die Wärmepumpe sehr energieeffizient an die Temperaturen der externen Medien an. Im Vergleich zu Wärmepumpen mit Einstoffkältemitteln bzw. azeotropen Gemischen sind Effizienzsteigerungen von bis zu 20% möglich. Allerdings ist die technische Umsetzung insbesondere in den Wärmeübertragern ein seit Jahrzehnten bekanntes, aber ungelöstes Problem. Die Entwicklung einer grundsätzlichen, technischen Lösung ist ein wesentlicher Schwerpunkt und stellt ein hohes Risiko dar. Entsprechend dem weltweit anvisierten Ausstieg aus fluorierten Kältemitteln (auch europäische 'F-Gase-Verordnung') sollen natürliche Kältemittel zum Einsatz kommen. Die geplante Verwendung von brennbaren Kohlenwasserstoffen erfordert dabei die Erarbeitung von Sicherheitskonzepten für die Innen- und Außenaufstellung. Dies reicht von der Begrenzung der Füllmenge über die Vermeidung von Leckagen und Zündquellen bis hin zur Detektion von Undichtheiten (Text abgebrochen)
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 Quelle die Luft. Steigt ihre Zahl weiter so stark an, wird eine Herausforderung immer zentraler: Die Geräuschentwicklung der Wärmepumpen auf ein Minimum zu reduzieren. 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. Die Methodenentwicklung (Methodenprojekt MENESA) fokussiert sich auf drei Bereiche. (1) Die strukturdynamische Analyse der Wärmepumpe mit Untersuchungen zu Vibroakustik und Transferpfaden von Körperschall von den Erregern Verdichter und Ventilator an die schallübertragenden Flächen des Geräts wie dem Verdampfer und dem Gehäuse. (2) Die Geräuschwirkung von Wärmepumpen auf Personen im Umfeld des Geräts mit Methoden der Psychoakustik, das Monitoring von Wärmepumpen im realen baulichen Umfeld und die Simulation der Schallausbreitung und Schallimmission. (3) Benennung, Voruntersuchung und Bewertung von Maßnahmenempfehlungen zur Schallminderung bei Komponenten, Geräten und am Aufstellort von Wärmepumpen
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 Quelle die Luft. Steigt ihre Zahl weiter so stark an, wird eine Herausforderung immer zentraler: Die Geräuschentwicklung der Wärmepumpen auf ein Minimum zu reduzieren. 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. Die Methodenentwicklung (Methodenprojekt MENESA) fokussiert sich auf drei Bereiche. (1) Die strukturdynamische Analyse der Wärmepumpe mit Untersuchungen zu Vibroakustik und Transferpfaden von Körperschall von den Erregern Verdichter und Ventilator an die schallübertragenden Flächen des Geräts wie dem Verdampfer und dem Gehäuse. (2) Die Geräuschwirkung von Wärmepumpen auf Personen im Umfeld des Geräts mit Methoden der Psychoakustik, das Monitoring von Wärmepumpen im realen baulichen Umfeld und die Simulation der Schallausbreitung und Schallimmission. (3) Benennung, Voruntersuchung und Bewertung von Maßnahmenempfehlungen zur Schallminderung bei Komponenten, Geräten und am Aufstellort von Wärmepumpen
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 144 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
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| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 66 |
| Text | 59 |
| unbekannt | 18 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 73 |
| offen | 67 |
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| Deutsch | 131 |
| Englisch | 48 |
| andere | 1 |
| Resource type | Count |
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