Verbundvorhaben: SLEEK-WP - Spitzenlast-Erdwärmekollektor für eine Zwei-Quellen-Wärmepumpe; Teilvorhaben: Entwicklung Wärmequellenmanagement und Evaluation des Gesamtsystems
Zeitraum
2025-09-01 – 2028-08-31
Bewilligte Summe
501.274,08 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN6055A
Leistungsplansystematik
Energieoptimierte Gebäude - Regelungstechnik, Betriebsoptimierung und Monitoring von Wärmepumpensystemen [EA4431]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN6)
Förderprogramm
Energie
Eng bebaute Wohnbaugebiete (z.B. Reihenhaussiedlungen) haben erhöhte Anforderungen an niedrigen Platzbedarf sowie Geräuschemissionen. Dezentrale, regenerative Wärmeerzeuger sind in diesem Bereich noch zu wenig vertreten, weshalb im Projekt SLEEK-WP eine Wärmepumpenlösung für dieses Marktsegment entwickelt werden soll. Dafür wird eine Zwei-Quellen-Wärmepumpe inklusive kältekreisbasierter Regenerationsfähigkeit mit einem kleinen Erdwärmekollektor für Spitzenlastzeiten und entsprechendem Wärmequellenmanagement kombiniert und in einem Einfamilienhaus demonstriert. Als Wärmequelle dient neben dem Spitzenlast-Erdwärmekollektor die Außenluft. Dafür muss zunächst die Wärmepumpe entwickelt, konstruiert und ein Prototyp gefertigt werden. Labormessungen erlauben die detaillierte Kältekreisregelung sowie die Modellierung der Wärmepumpe. Ebenso werden existierende Kunststoffkollektoren zu einem Spitzenlast-Erdwärmekollektor zusammengestellt. Dabei müssen die Effekte des zyklischen Ent- und Beladens berücksichtigt werden, welche durch kurzzeitiges Nutzen des Erdwärmekollektors als Wärmequelle (zu Zeiten hoher Last, aber auch zu schallvulnerablen Zeiten) und als Wärmesenke bei der aktiven Regeneration (bei hoher Außenlufttemperatur und / oder bei günstigem Strompreis durch Eigenstromverbrauch) auftreten. Ein geeignetes Wärmequellenmanagement wird automatischen und zuverlässigen Betrieb des Systems ermöglichen. Neben regelbasierten Strategien werden hier auch prädiktive Algorithmen in Betracht gezogen. Das Gesamtsystem wird in einem Einfamilienhaus demonstriert und über mindestens eine Heiz- und Kühlperiode optimiert. Daraus soll insbesondere eine Planungshilfe für Spitzenlast-Erdwärmekollektoren entwickelt werden. Die Technische Hochschule Ingolstadt (THI) unterstützt bei der Entwicklung der Einzelkomponenten und entwickelt mithilfe der Labormessungen und einer simulativen Analyse das Wärmequellenmanagement. Die Demonstrationsphase wird maßgeblich von der THI begleitet.