{"id":92092,"date":"2023-06-21T02:35:00","date_gmt":"2023-06-21T00:35:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=92092"},"modified":"2023-06-20T14:36:46","modified_gmt":"2023-06-20T12:36:46","slug":"waermepumpen-in-einfamilienhaeusern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/energie\/waermepumpen-in-einfamilienhaeusern\/","title":{"rendered":"W\u00e4rmepumpen in Einfamilienh\u00e4usern"},"content":{"rendered":"\n

W\u00e4rmepumpen sind eine Schl\u00fcsseltechnologie der W\u00e4rmewende, doch noch nutzen viele der Ger\u00e4te umweltsch\u00e4dliche K\u00e4ltemittel. Fraunhofer ISE entwickelt optimierten Propan-K\u00e4ltekreis.<\/p>\n\n\n\n

Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE hat nun ein K\u00e4ltekreis-Funktionsmuster mit der klimafreundlichen und kosteng\u00fcnstigen Alternative Propan entwickelt. Eine der besten Sole-W\u00e4rmepumpen erreicht mit 146 Gramm Propan eine Heizleistung von 11,4 Kilowatt. Damit darf sie ohne umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen im Inneren von Geb\u00e4uden aufgestellt werden. Pro Kilowatt Heizleistung ben\u00f6tigt das Ger\u00e4t nur rund ein F\u00fcnftel der Propanmenge von marktverf\u00fcgbaren Systemen. Die Neuentwicklung ist Ergebnis der Zusammenarbeit des Fraunhofer ISE mit einem Industriekonsortium im vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz gef\u00f6rderten Projekt \u00bbLC150\u00ab (\u00bblow charge 150 g\u00ab). F\u00fcr die Entwicklung von W\u00e4rmepumpen mit Propan f\u00fcr Mehrfamilienh\u00e4user ist j\u00fcngst ist das Projekt \u00bbLC R290\u00ab gestartet.<\/p>\n\n\n\n

Viele W\u00e4rmepumpenhersteller haben inzwischen Propan-W\u00e4rmepumpen im Angebot, jedoch meist nur f\u00fcr die Aufstellung im Au\u00dfenbereich. Der Grund: F\u00fcr das K\u00e4ltemittel gelten aufgrund seiner Brennbarkeit umfangreiche Sicherheitsauflagen f\u00fcr die Nutzung in Innenr\u00e4umen. \u00dcbersteigt eine W\u00e4rmepumpe im Einfamilienhaus mit ihren \u00fcblichen f\u00fcnf bis zehn Kilowatt Leistung die vorgeschriebene H\u00f6chstmenge von 150 Gramm K\u00e4ltemittel, kann sie nur mit erh\u00f6hten Sicherheitsanforderungen installiert werden.<\/p>\n\n\n

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\u00a9: Fraunhofer ISE | Im Projekt \u00bbLC R290\u00ab wird auf Ergebnisse des Projekts \u00bbLC150\u00ab zur\u00fcckgegriffen, um die K\u00e4ltemittelreduk-tion auf gr\u00f6\u00dfere Leistungen in Mehrfamilienh\u00e4usern zu \u00fcbertragen.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Die Neuentwicklung des Fraunhofer ISE k\u00f6nnte dies \u00e4ndern: In dem nun abgeschlossenen Projekt LC150 entwickelten die Forschenden und ein Konsortium aus W\u00e4rmepumpenherstellern einen k\u00e4ltemittelreduzierten Propan-K\u00e4ltekreis. Dieser stellt das Herzst\u00fcck einer W\u00e4rmepumpe dar. Dazu wurden mehr als 20 Kombinationen aus W\u00e4rme\u00fcbertragern und Verdichtern aufgebaut, vermessen, bewertet und optimiert. Einer der vielversprechenden K\u00e4ltekreise erreicht mit einem vollhermetischen Verdichter mit 146 Gramm Propan eine Heizleistung von 11,4 Kilowatt und unterschreitet damit die vorgeschriebene H\u00f6chstmenge f\u00fcr den Innenbereich. Die spezifische K\u00e4ltemittelf\u00fcllmenge liegt bei 12,8 Gramm pro Kilowatt \u2013 rund ein F\u00fcnftel der Propanmenge von marktverf\u00fcgbaren Systemen.<\/p>\n\n\n\n

\u00bbZiel des Projekts war ein marktnahes W\u00e4rmepumpenmodul, das das klimafreundliche K\u00e4ltemittel Propan nutzt, die 150-Gramm-Grenze f\u00fcr den Innenbereich nicht \u00fcberschreitet und trotzdem Einfamilienh\u00e4user beheizen kann\u00ab, sagt Dr. Ing. Lena Schnabel, Abteilungsleiterin W\u00e4rme und K\u00e4ltetechnik am Fraunhofer ISE. \u00bbDas haben wir in Kooperation mit der Industrie nun erreicht und ihr die Werkzeuge in die Hand gegeben, um eine marktreife W\u00e4rmepumpe zu entwickeln.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr den Prototyp verwendete das Team marktverf\u00fcgbare Komponenten. Ein wesentlicher Baustein des Konzepts ist die Nutzung asymmetrischer Plattenw\u00e4rmetauscher, die mit weniger K\u00e4ltemittel auskommen. Das Forschungsteam konnte den K\u00e4ltemittelbedarf auch durch eine reduzierte \u00d6lmenge im Kompressor deutlich verringern. Zusatzbauteile wie Sensoren wurden auf das N\u00f6tigste beschr\u00e4nkt und die Rohrleitungen so kurz wie m\u00f6glich gehalten, um das erforderliche K\u00e4ltemittelvolumen zu reduzieren.<\/p>\n\n\n\n

K\u00e4ltemittel Propan als Alternative zu F-Gasen<\/h4>\n\n\n\n

Derzeit nutzen W\u00e4rmepumpen oft K\u00e4ltemittel mit fluorierten Treibhausgasen (F-Gase). Das K\u00e4ltemittel verbleibt zwar im geschlossenen thermodynamischen Kreisprozess, doch k\u00f6nnen im Herstellungsprozess, bei der Bef\u00fcllung und bei Reparaturen Teile der Substanzen in die Atmosph\u00e4re gelangen.<\/p>\n\n\n\n

Die derzeit in der Novellierung befindliche EU-Verordnung \u00fcber fluorierte Treibhausgase, kurz F-Gase-Verordnung, schreibt eine kontinuierliche Reduktion des klimasch\u00e4dlichen Potenzials von K\u00e4ltemitteln vor. Bereits seit 2020 sind K\u00e4ltemittel verboten, deren \u00bbGlobal Warming Potential\u00ab (GWP) gegen\u00fcber CO2<\/sub> um den Faktor 2.500 \u00fcbersteigt.<\/p>\n\n\n\n

Eine umweltfreundliche Alternative ist Propan, das auch unter der Bezeichnung R290 bekannt ist. Sein Treibhauspotenzial liegt bei nur drei und erheblich niedriger als das herk\u00f6mmlicher K\u00e4ltemittel. Zum Vergleich: Das K\u00e4ltemittel R410A hat einen GWP-Wert von 2.088.<\/p>\n\n\n\n

Propan ist weltweit kosteng\u00fcnstig verf\u00fcgbar und hat sehr gute thermodynamische Eigenschaften, die eine h\u00f6here Effizienz gegen\u00fcber konventionellen W\u00e4rmepumpen erm\u00f6glichen. Und anders als bei einem Teil der bisher eingesetzten K\u00e4ltemittel mit niedrigem GWP entstehen beim Abbauprozess von Propan in der Atmosph\u00e4re keine kritischen per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS).<\/p>\n\n\n\n

Propan-W\u00e4rmepumpen f\u00fcr Mehrfamilienh\u00e4user entwickeln<\/h4>\n\n\n\n

Der n\u00e4chste Schritt f\u00fcr die Forschenden ist die Entwicklung von Propan-W\u00e4rmepumpen f\u00fcr Mehrfamilienh\u00e4user. Daf\u00fcr hat das Fraunhofer ISE Ende Dezember 2022 das neue Projekt \u00bbLCR290 – Low charge HP solutions\u00ab gestartet. Gemeinsam mit Heizungsherstellern und der Wohnungswirtschaft sollen einfach anwendbare und multiplizierbare L\u00f6sungen f\u00fcr den Austausch von Gas- und \u00d6lheizungen in Mehrfamilienh\u00e4usern entwickelt werden.<\/p>\n\n\n\n

Die Projektpartner wollen W\u00e4rmepumpen-L\u00f6sungen f\u00fcr drei Anwendungsfelder entwickeln: Etagenheizungen, innen aufgestellte Zentralheizungen sowie h\u00f6here Leistungsklassen f\u00fcr au\u00dfen aufgestellte W\u00e4rmepumpen. F\u00fcr die Umsetzung als Etagenheizung greifen die Projektpartner auf die Ergebnisse des Projekts LC150 zur\u00fcck und erarbeiten passende Speicher- und Quellenkonzepte, L\u00f6sungen f\u00fcr den Anschluss an das Hydraulik- und Quellensystem sowie geeignete Regelungsans\u00e4tze.<\/p>\n\n\n\n

Das neue Verbundprojekt hat ein Budget von sieben Millionen Euro und wird ebenso wie LC150 vom Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz gef\u00f6rdert. Das Vorhaben l\u00e4uft bis zum 30. Juni 2025.<\/p>\n\n\n\n