Verbundvorhaben: WarmHome – Hocheffiziente, modulare, skalierbare, geräuscharme, kompakte Wärmepumpe im Einsatz in Neu- und Bestandsgebäude mit Integrierbarkeit in bivalente Wärmesysteme Teilvorhaben: Entwurf, Herstellung, Charakterisierung und Integration von mikrostrukturierten Wärmeübertragern
Zeitraum
2023-12-01 – 2026-11-30
Bewilligte Summe
266.651,74 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN4065D
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Wärmepumpen, Kältemittel [EA3202]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen, hocheffizienten, modularen und skalierbaren Wärmepumpe mit hoher Vorlauftemperatur und innovativem PCM-Wärmespeicher für Neu- und Bestandsgebäude und Integrierbarkeit in (bivalente) Wärmesysteme. Die Architektur der Wärmepumpe wird durch eine Enthitzerschaltung und einen internen Wärmeübertrager (IHX) erweitert. Durch die Enthitzerschaltung wird der Kondensator zweigeteilt, wodurch durch die Heißgasenthitzung ein Hochtemperaturheizkreis gespeist werden kann. Durch beide Maßnahmen wird die Vorlauftemperatur der WP gesteigert und somit die Nachrüstbarkeit für Bestandsbauten ohne zusätzlich notwendige Energie (z. B. Heizpatrone) ermöglichen. Der interne Wärmeübertrager, Enthitzer und Kondensator werden aus Mikrostrukturen aufgebaut. Zusätzlich wird im Rahmen des Projekts ein effizientes Abtauverfahren durch die Integration eines PCM (Phase Change Material)-Speichers in den Kältemittelkreislauf entwickelt. Das Wärmepumpen-Aggregat wird aus einem hochkompakten Ventilblock aufgebaut. Die modulare und skalierbare Gestaltung des Ventilblocks soll die Umschaltfunktion, Sensoren, Sammler, internen Wärmeübertrager, Enthitzer, Kondensator und den PCM-Speicher enthalten. Die Wärmepumpe, insbesondere der Ventilblock, wird modular und skalierbar gestaltet, um auf ein breites Leistungs- und Temperaturspektrum anwendbar zu sein. Ein besonders leiser Ventilator wird speziell für die Einbau- und Betriebsbedingungen entwickelt, wobei typische Jahres- und Tageslastprofile und Enteisungszyklen erarbeitet und bei der akustischen Optimierung berücksichtigt werden sollen. Der Ventilator soll auch im Realbetrieb der Wärmepumpe im Zusammenwirken mit den anderen Komponenten eine besonders niedrige Schallabstrahlung aufweisen, sodass die Verbreitung insbesondere in eng bebauten urbanen Gebieten (typischer Fall für Retrofit) ermöglicht wird.