Mikroprojekt: WP2Q - Wärmepumpe mit zwei regenerativen Wärmequellen
Zeitraum
2023-07-01 – 2024-06-30
Bewilligte Summe
132.004,10 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ENM0024
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Wärmepumpen, Kältemittel [EA3202]
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Im Rahmen des Projektes soll eine Wärmepumpe entwickelt werden, die zwei regenerative Wärmequellen nutzt (WP2Q). Dabei soll Luft als Direktverdampfung mit einem kompakten Eisspeicher als Solekreislauf kombiniert werden. Durch Verschaltung der Kreisläufe der beiden Wärmequellen soll ein aktives Regenerieren des Eisspeichers während des Heizbetriebs ermöglicht werden, damit er zu Spitzenlastzeiten mit sehr niedriger Außentemperatur als Wärmequelle zur Verfügung steht. In einem vorherigen Projekt (Hybridwärmepumpe+) wurde erkannt, dass es bei verschalteten Kreisläufen zu Kältemittel- und Ölablagerungen kommen kann, und infolgedessen zu Effizienzeinbußen und erhöhtem Havarierisiko. Diese Problematik soll mit der neu entwickelten Verschaltung behoben werden. Gleichzeitig sollen gegenüber anderen Hybridwärmepumpen trotz geringerer Komplexität durch Reduktion der Betriebsmodi (bspw. Verzicht auf Parallelbetrieb der Wärmequellen) keine signifikanten Effizienzeinbußen entstehen. Dies kann durch optimierte Nutzung der Wärmequellen erreicht werden. Zuletzt soll der Flächenbedarf gegenüber konventionellen Solewärmepumpen erheblich reduziert werden. Anhand des Kältekreislaufs der Hybridwärmepumpe+ soll die Kältemittel- und Ölverschiebung analysiert werden. Darauf aufbauend sollen für die WP2Q Gegenstrategien entwickelt werden. Ergänzend wird mittels Jahressimulationen eine Potenzialanalyse durchgeführt, die Rückschlüsse auf die Effizienz sowie die Dimensionierung der Spitzenlastwärmequelle und des Kältekreislaufs zur aktiven Regeneration des Eispeichers erlaubt. Das Ziel des Vorhabens ist es, dass die entwickelte WP2Q eine höhere Effizienz gegenüber reinen Luftwärmepumpen und bei signifikant geringerem Flächenbedarf eine vergleichbare Effizienz zu Solewärmepumpen (JAZ > 4,5 bei Fußbodenheizung) aufweist. Ein Eisspeichervolumen unter 5'm³ wird angestrebt. Damit soll der urbane Raum als Markt aktiviert werden (bspw. Reihenhäuser, Doppelhaushälften).