Ammoniak, Wasser und Kohlenwasserstoffe stehen als klimafreundliche Alternativen bereit Das Umweltbundesamt (UBA) schlägt in einem neuen Papier vor, teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) in der EU noch strenger zu regulieren und so das Klima zu schützen. HFKW werden als Kältemittel in Klima- und Kälteanlagen eingesetzt und können bei deren Befüllung, Betrieb und Entsorgung entweichen. HFKW wirken sehr stark auf das Klima, im Fall des HFKW-Kältemittels R23 14.800 Mal stärker als Kohlendioxid (CO2). Ein schneller Ersatz von HFKW durch natürliche Kältemittel wie Ammoniak, Wasser oder Kohlenwasserstoffe würde laut UBA bis 2030 EU-weit mehr als 100 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente einsparen. Gelegenheit dies zu regeln, bietet sich laut UBA-Präsident Messer bei der jetzt anstehendenden Überarbeitung der F-Gas-Verordnung der EU: „Wird unser Vorschlag umgesetzt, unterstützt das auch die Bemühungen der Weltgemeinschaft auf globaler Ebene, die HFKW-Emissionen weiter zu reduzieren. Eine anspruchsvolle Regulierung in der EU wird uns hier auch zahlreiche Exportchancen eröffnen“. Geregelt werden HFKW wie auch andere F-Gase bereits heute in der Verordnung (EU) Nr. 517/2014 (F-Gas-Verordnung). Sie verbietet bestimmte F-Gas-Anwendungen und gibt einen stufenweisen Verringerungspfad für HFKW vor. Bis 2030 senkt die derzeit gültige Verordnung die jährlich zulässige Menge an HFKW auf dem europäischen Markt auf 21 Prozent der Referenzmenge, den Durchschnitt der Jahre 2009 bis 2012. Damit hatte die EU bereits 2014 einen ambitionierten Ausstiegsplan vorgelegt und war Wegbereiter globaler Maßnahmen in diesem Sektor. Im Hinblick auf die zunehmende Dringlichkeit von Klimaschutzmaßnahmen schlägt das UBA nun als Steigerung des Ambitionsniveaus vor, das Minderungsziel auf zehn Prozent der Referenzmenge bis zum Jahr 2030 abzusenken, flankiert durch weitere Verbote. So könnten zusätzlich gut 100 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente im Vergleich zum bereits bestehenden Verringerungsplan eingespart werden. Ab dem Jahr 2030 würde durch diese Maßnahme der HFKW-Verbrauch um weitere 20 Mio. t CO 2 -Äquivalente pro Jahr sinken. Natürliche Kältemittel wie Ammoniak, Wasser, CO 2 und Kohlenwasserstoffe mit keiner oder geringer Klimawirkung können als HFKW-Ersatzstoffe eingesetzt werden. Geräte und Anlagen mit diesen Kältemitteln haben sich in der Praxis bewährt und zeichnen sich durch vergleichbare oder bessere Energieeffizienz gegenüber den HFKW-Geräten und -Anlagen aus. Mit dem Beschluss von Kigali zum Montrealer Protokoll zum Schutz der Ozonschicht sind HFKW auch weltweit seit 2019 in den Industrieländern einem Phase-down unterworfen, Entwicklungs- und Schwellenländer folgen in zwei Gruppen in den Jahren 2024 und 2028 mit dem „Einfrieren“ des HFKW-Verbrauchs. Da der Übergang von Stoffen, die die Ozonschicht schädigen, hin zu HFKW in vielen Ländern noch nicht oder nur zum Teil vollzogen ist, kann hier der Umstieg direkt auf natürliche Kältemittel erfolgen – eine Strategie, die als „leapfrogging“ bezeichnet wird. Hierzu gibt es bereits gute Beispiele wie etwa das eines Klimageräte-Herstellers in Indien. Dieser setzt anstatt eines HFKW das natürliche Kältemittel Propan für den vorher verwendeten Ozonschicht zerstörenden Stoff R22 in seinen Monosplit-Klimageräten ein. Die Geräte zählen zu den energieeffizientesten auf dem indischen Markt. Bei vollständiger Einhaltung des Beschlusses von Kigali gehen die Emissionen der HFKW weltweit um über 60 Milliarden Tonnen CO 2 -Äquivalente bis zum Jahr 2050 zurück. Bis zum Ende des Jahrhunderts wird durch den Beschluss ein weltweiter Temperaturanstieg um 0,4 Grad Celsius verhindert.
Ineffiziente Klimageräte verschwinden ab 2013 vom Markt Der Stromverbrauch von Klimageräten soll in der EU deutlich gesenkt werden. Ineffiziente Geräte werden darum ab 2013 schrittweise vom Markt genommen. Gleichzeitig führt die EU eine bessere Kennzeichnung ein, die Verbraucherinnen und Verbraucher besser über den Stromverbrauch der Klimageräte informiert. Jochen Flasbarth, Präsident des Umweltbundesamtes (UBA), begrüßt die neuen EU-Regelungen: „Für den Umstieg in eine klimaverträgliche Energieversorgung sind Energieeffizienz und Energiesparen das A und O. Es ist beeindruckend, dass wir allein durch den Einsatz von energieeffizienten Klimageräten knapp drei Kohlekraftwerke in der EU überflüssig machen könnten.“ Da Klimageräte immer beliebter werden, könnte sich deren Stromverbrauch ohne die Regeln bis 2020 insgesamt mehr als verdoppeln. Dem wirkt die EU nun entgegen. Bisherige Klimageräte haben einen hohen Stromverbrauch und setzen klimaschädliche Kältemittel frei. Beides belastet die Umwelt mit Treibhausgasen. In Deutschland wie in der EU sind die Verkaufszahlen seit 2005 stark angestiegen. Hierzulande werden etwa 100.000 - 140.000 Klimageräte pro Jahr verkauft, in Italien und Spanien jeweils etwa das 10-Fache. Infolgedessen steigt auch der Stromverbauch für Kühlung und Klimatisierung. Dieser betrug in Deutschland 2008 etwa 8 % des Gesamtverbrauches. Zwar gibt es bereits effizientere Klimageräte, vor allem solche, die mit dem umweltschonenden Kältemittel Propan arbeiten. Doch oft reichen ein paar einfache Maßnahmen aus, die ein Klimagerät unnötig machen. Wer nachts auf Durchzug lüftet, tagsüber die Fenster schließt und die Jalousien herunterlässt, kann Räume ebenso auskühlen. Wärmequellen wie Elektro-Geräte und Lampen sollten nur dann angeschaltet sein, wenn sie genutzt werden. Alternativ helfen auch Ventilatoren, die weniger Strom verbrauchen. Falls dennoch ein Klimagerät nötig ist, rät das UBA zu sparsamen Geräten mit hohen Energieeffizienzklassen, wie sie die EU nun auch in ihren Regelungen festgelegt hat. Ein einzelnes Klimagerät mit 7 Kilowatt (kW) Kühlleistung kann im Jahr 900 Kilowattstunden (kWh) verbrauchen, ein kleines Einkanal-Klimagerät mit 2,2 kW etwa 400 kWh. Das kostet 225 € bzw. 100 € pro Jahr. Die neuen EU-Regelungen betreffen solche Klimageräte bis zu einer Kühl- oder Heizleistung von 12 Kilowatt. Dazu zählen in erster Linie so genannte „Split-Klimageräte“, die Kälte draußen erzeugen und sie ins Gebäudeinnere leiten. Sie bekommen zum 1. Januar 2013 eine Kennzeichnung von A bis G, die schrittweise bis 2019 auf A+++ erweitert wird (Tabelle 1 und Abbildungen in der Anlage). Klimageräte, die diese Anforderungen erfüllen, brauchen weniger Strom, indem sie ihre Leistung stufenlos an den tatsächlichen Kühlbedarf anpassen und gleichmäßig arbeiten können (Tabelle 2 in der Anlage). Die EU-Regelungen erfassen auch Ein- und Zweikanal-Klimageräte. Diese Geräte haben eine ungleich schlechtere Energiebilanz. Die effizientesten Geräte können auf der neuen Energieverbrauchskennzeichnung ab dem 1. Januar 2013 dann die Effizienzklasse A+++ erhalten. 2014 tritt eine weitere Stufe in Kraft. Ohne diese Regeln könnte der Stromverbrauch durch Klimageräte in der EU von 30 Terawattstunden (TWh) in 2005 auf bis zu 74 TWh in 2020 steigen. So wird mit einem Anstieg auf bis zu 63 TWh gerechnet. Die Energieverbrauchskennzeichnung enthält auch Angaben zur Lärmemission. Die Grenzwerte für die Lärmemission in der Ökodesign-Verordnung sind aus Sicht des UBA nicht besonders ambitioniert. Daher empfiehlt das UBA beim Kauf auf Geräte zu achten, auf denen Lärmemissionswerte innerhalb von Gebäuden bis maximal 45 dB(A) bzw. 55 dB(A) nach außen gekennzeichnet sind. Ab 2013 wird zudem die Leistungsaufnahme von „Komfortventilatoren“ wie Tisch-, Decken- oder Standventilatoren im Aus-Zustand und im Bereitschaftszustand auf 1 Watt begrenzt, ab 2014 auf 0,5 W. Deren Energieeffizienz bei der Luftförderung muss angegeben werden. Tabelle 1 : Einführung der überarbeiteten Energieverbrauchskennzeichnung für Klimageräte nach EU-Verordnung 2011/626/EU Tabelle 2: Mindestanforderungen der EU-Verordnung 2012/206/EU an Klimageräte mit entsprechenden Effizienzklassen der EU-Verordnung 2011/626/EU Mit der Richtlinie 2010/30/EU kann die EU-Kommission für einzelne Produktgruppen EU-Verordnungen über die Kennzeichnung ihres Energieverbrauchs und andere Eigenschaften erlassen. Die Ökodesign-Richtlinie 2009/125/EG verankert das Prinzip der umweltgerechten Gestaltung von Produkten, die Energie verbrauchen oder den Energieverbrauch anderer Produkte beeinflussen, im europäischen Recht. Sie ermöglicht der EU-Kommission, Mindestanforderungen an einzelne Produktgruppen in direkt geltenden EU-Verordnungen zu erlassen. Das Energieverbrauchsrelevante-Produkte-Gesetz und das Energieverbrauchskennzeichnungs-Gesetz setzen die allgemeinen Vorgaben dieser beiden Richtlinien in deutsches Recht um.
Das Projekt "Teilvorhaben: Design und Messung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. 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 "Entwicklung von Wärmepumpenlösungen mit Propan für den Austausch von Gas- und Ölgeräten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. 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 "Teilvorhaben: Design und Fertigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAHLE Behr GmbH & Co. KG durchgeführt. 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 "Teilvorhaben: Fertigung und Vorprüfung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiebel Eltron GmbH & Co. KG durchgeführt. 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.
Das Projekt "Schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln - Frequenzumrichter mit APFVF für Wärmepumpen mit Kältemittel R290 (TP 3)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. 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 "Teilvorhaben: Kältemittelverteilung und Vermessung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. 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 vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. 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 "Teilvorhaben: Entwicklung einer Kältemaschine mit dem Kältemittel R290" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BKW Kälte-Wärme-Versorgungstechnik GmbH durchgeführt. 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.