Neue Lehrveranstaltung „Wärmepumpensystemtechnik“ zum Wintersemester

 

Um zukünftige Ingenieurinnen und Ingenieure auf die Herausforderungen im Kontext von Wärmepumpen in Energiesystemen vorzubereiten, bietet der Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik das Modul Wärmepumpensystemtechnik für Studierende im Masterstudium an.

Zur Abschwächung der Klimawirkungen durch die nachhaltige Bereitstellung von Wärme und Kälte ist die Wärmepumpe eine vielversprechende Alternative im Vergleich zu konventionellen Technologien. In allen Sektoren wird die Wärmepumpe daher eine Schlüsselrolle für emissionsarme Heiz- und Kühlzwecke einnehmen. Im Gebäudesektor, in der Industrie oder in mobilen Anwendungen ist die Wärmepumpe eine nachhaltige und effiziente Energiewandlungsmaschine und wird bereits heute in unterschiedlichen Anwendungsfällen erfolgreich eingesetzt. Zur konsequenten Realisierung der Wärmewende muss die Wärmepumpe allerdings zunehmend stärker in allen Sektoren Anwendung finden und konventionelle Technologien ersetzen.

Mit Abschluss des Moduls kennen die Studierenden die wesentlichen Ebenen von Wärmepumpensystemen von Arbeitsmittel bis Energiesystem hinsichtlich Auslegung und Betrieb. Dazu gehören die thermodynamischen Grundlagen der Wärmepumpensystemtechnik sowie die notwendigen Schritte zur technischen Integration in ein Gesamtsystem. Dabei werden neben Gebäudeapplikationen auch Industrieanwendungen und mobile Anwendungen behandelt.

Zur schnellstmöglichen Erreichung der Klimaziele durch den Austausch konventioneller Technologien liegt ein Schwerpunkt der Vorlesung auf der Beschleunigung von Entwicklungszeiten durch modellbasierte Entwicklungsverfahren. Hierzu werden Grundlagen der Modellentwicklung und die experimentelle Validierung von Modellierungsansätzen diskutiert. Ebenso werden Regelungsmethoden vom Kältekreisregler bis zur gesamten Systemregelung vorgestellt. In den Übungen werden Potentiale durch die Optimierung der Prozessführung und der Änderung des Arbeitsmittels diskutiert, sowie Wärmepumpensysteme in Bezug auf die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit (Ökonomie, Ökologie und Soziales) anhand von Kennzahlen bewertet.

Abgerundet wird das Modul mit spannenden Einblicken in die Praxis durch Vorträge aus der Wirtschaft und Forschung und Prüfstandsbesichtigungen im Rahmen einer Exkursion. Das Modul bietet einen umfassenden Einblick in den aktuellen Stand von Technik und Forschung in der Wärmepumpensystemtechnik und vermittelt den Studierenden die notwendigen Werkzeuge, um auf dem Gebiet arbeiten und forschen zu können.