Foto: Schiestlhaus

IEA HPP Annex 41: Cold Climate Heat Pumps

Das Ziel ist es, die Effizienz von Außenluft-Wärmepumpen vor allem in kalten Klimata zu erhöhen, um sie auch für Einsatzorte mit tiefen Außentemperaturen (bis -25°C) effizienter zu machen. Dabei werden neu entwickelte Wärmeübertragerkonzepte auf ihr Verhalten bei Vereisung überprüft und optimiert; unterschiedliche Kreislaufmodifikationen modelliert und Simulationsstudien für tiefe Umgebungstemperaturen durchgeführt.

Status

Laufend
Start: Juli 2012
Ende: Juni 2016

Kurzbeschreibung

Ausgangssituation/Motivation

Um die ambitionierten 20-20-20 Ziele der EU zu erreichen, wird es in den nächsten Jahren verstärkt notwendig sein, Gebäude aller Größen­ordnungen (vom Einfamilienhaus bis zum großvolumigen Bau) und Verwendungszwecke (Wohn-, Dienstleistungs-, Gewerbegebäude) entsprechend thermisch zu sanieren und ineffiziente, zumeist auf fossilen Energieträgern basierende Heiz- und Kühlsysteme, durch effizientere Technologien zu ersetzen.

Eine für diese Zwecke attraktive Technologie stellt aufgrund ihrer ein­fachen Installation und damit verbundenen geringen Investitions­kosten luftbasierende Wärmepumpensysteme dar. Dieser in ganz Europa sehr beliebte Wärmepumpentyp hat den Nachteil, dass seine Heizkapazität und Leistungszahl bei niedrigeren Außentemperaturen sehr stark sinkt, was eine im Vergleich mit anderen Wärmepumpensystemen geringe Jahresarbeitszahl (Effizienz während einer Heizperiode) nach sich zieht. Ein besonderes Problem stellt dabei das Auftreten der Vereisung bei 0°C in kalten Klimazonen dar.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Ziel des österreichischen Beitrags zum IEA-HPP Annex 41 ist es, die Effizienz von Außenluft-Wärmepumpen vor allem in kalten Klimata zu erhöhen, um sie auch für Einsatzorte mit tiefen Außentemperaturen (bis -25°C) effizienter und damit aus ökonomischer und ökologischer Sicht attraktiver zu machen. Es sollen dabei neu entwickelte Wärmeübertrager­konzepte (Geometrien und Beschichtungen) auf ihr Verhalten bei Vereis­ung überprüft und optimiert werden, wobei das Augenmerk auf Tempera­turen bis -25°C gelegt wird.

Erwartete Ergebnisse

Die erwarteten Ergebnisse umschließen die Kenntnisse über die Unterschiede zwischen den neu entwickelten und den bestehenden Geo­metrien; insbesondere ist das Ergebnis in Relation zur Kältemittelmenge zu setzen.

Ein weiterer Schwerpunkt wird auf der Modellierung unterschiedlicher Kreislaufmodifikationen und der Durchführung von Simulationsstudien für tiefe Umgebungstemperaturen liegen. Beides soll helfen das Verständnis über die Mechanismen in den Anlagenkomponenten und im System der Außenluft-Wärmepumpe zu verbessern und damit eine realitätsnahe Abbildung mittels Simulationsmodellen zu ermöglichen.

Ausblick

Die Ergebnisse des Projekts dienen dem besseren Verständnis und der Beschreibung ausgewählter Problemfelder und sollen den österreich­ischen Herstellern zur Weiterentwicklung ihrer Komponenten und Systemen zur Verfügung gestellt werden. Damit können sie die Effizienz ihrer luftbasierenden Wärmepumpensysteme erhöhen, was ihre Wettbe­werbsfähigkeit weiter stärken und ihnen erlauben wird, auch in Zukunft qualitativ hochwertige Produkte für einen aus ökonomischer Sicht sehr attraktiven Markt herzustellen.

Teilnehmende Staaten

Japan, Kanada (vorbehaltlich einer Finanzierung), USA

Kontaktadresse

Austrian Institute of Technology GmbH (AIT)
Dr. Thomas Fleckl
Giefinggasse 2
A-1210 Wien
Tel.: +43 (0) 50550-6616
Mail: Thomas.Fleckl@ait.ac.at

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