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Low-GWP im Einfamilienhaus-Gebäudebestand - Kältemittelscreening und Funktionsnachweis von Low-GWP Kältemitteln in Wärmepumpen für Einfamilienhäuser

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Kältemittel haben einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz von Wärmepumpen. Diese unterliegen jedoch immer strikteren politischen Vorgaben, weshalb neue Kältemittel identifiziert werden müssen, welche die politischen Randbedingungen einhalten und gleichzeitig eine hohe Effizienz aufzeigen. Daher wird innerhalb des LOGIN Projekts eine Methodik zur systematischen Auswahl von Kältemitteln sowie der anschließenden Auslegung der Wärmepumpe entwickelt werden. Die Methodik wird anschließend mit Hilfe eines Demonstrators experimentell validiert und ausschlaggebende Erkenntnisse, zum sicheren Umgang mit brennbaren Kältemitteln innerhalb eines Leitfadens zusammengefasst.

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In Deutschland gibt es in etwa 18 Million Bestandsgebäude, welche häufig einen alten Heizkessel als Wärmeerzeuger nutzen, von denen voraussichtlich viele in den nächsten Jahren aufgrund der aktuellen Regelungen der Energieeinsparverordnung durch neue Wärmeerzeuger ersetzt werden. Hierbei stellt die Wärmepumpe eine emissionsarme Alternative dar. Damit Wärmepumpensysteme allerdings flächendeckend zum Einsatz kommen können, müssen diese effizienter und günstiger werden. Hierzu soll das LOGIN Projekt beitragen.

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Im Rahmen des Projekts werden die Anforderungen an Wärmepumpen mit dem Fokus auf dem deutschen Gebäudestand an Einfamilienhäusern identifiziert. Gleichzeitig werden Wetterdaten genutzt, um typische Betriebspunkte und Anwendungsfälle aufzuzeigen. Auf Basis der Anforderungen werden systematisch Kältemittel identifiziert, welche einerseits ein geringes Treibhauspotential haben und andererseits eine hohe Effizienz ermöglichen.

 

​Nach der Identifizierung von geeigneten Kältemitteln werden Modelle für die einzelnen Teilkomponenten entwickelt und der Kältekreislauf simulativ dargestellt. Mit Hilfe der entwickelten Modelle wird anschließend eine simulationsbasierte Auslegung der gesamten Wärmepumpe durchgeführt, um den Entwicklungsprozess zukünftiger Wärmepumpen zu standardisieren. Hierdurch soll die Entwicklungszeit drastisch verkürzt werden und für unterschiedliche Kältemittel automatisiert ablaufen.

 

Gleichzeitig wird eine simulativ-ausgelegte Demonstrationswärmepumpe aufgebaut. Im Anschluss werden statische und dynamische Versuche durchgeführt. Mit Hilfe der durchgeführten Experimente, werden zum einen die zuvor entwickelten Modelle validiert. Zum anderen wird die Funktionalität sowie das Verbesserungspotential der neuen Wärmepumpe aufgezeigt und das sicherheitstechnische Konzept bewertet. Die gewonnen Erkenntnisse zum sicheren Umgang mit brennbaren Kältemittel werden abschließend innerhalb eines Leitfadens zusammengefasst. Weiterhin trägt das Projekt zum Annex 54, um den internationalen Austausch zu fördern.

 

Projektinformationen und Partner

Laufzeit: 3 Jahre

Start: 02/2021

Ende: 01/2024

Partner: Ait Deutschland GmbH; Bosch Thermoteknik AB; Bundesverband Wärmepumpe e.V.; Stiebel Eltron GmbH; Umweltbundesamt; Vaillant GmbH; Viessmann Wärmepumpen GmbH

Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), Förderkennzeichen: 03EN4011

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