IEA HPT Annex 54: Wärmepumpensysteme mit Kältemitteln mit niedrigem Treibhauspotential

Ziel des Projektes ist es, die aktuelle Situation im Bereich der Kältemittel mit niedrigem Treibhauspotenzial (Low Global Warming Potential - "Low-GWP") zu erfassen. Hierbei werden im Rahmen des Annexes die Situation und Entwicklung in Österreich und Europa auf internationaler Ebene abgestimmt. Die Schwerpunkte des nationalen Projektes liegen auf der Erhebung der aktuellen Situation im Bereich der verwendeten Kältemittel und auf der Erstellung eines Ausblicks bis 2030 über die Verfügbarkeit von Komponenten und Systemen.

Kurzbeschreibung

Wärmepumpen stellen in vielen Fällen eine effiziente Möglichkeit zur Nutzung von Umweltwärme oder Abwärme dar und werden als Schlüsseltechnologien zur Erreichung von Klimazielen gesehen. Aufgrund der Mengenreduktion von teilfluorierten Kohlenwasserstoffen laut F-Gas-Verordnung (für 2020 um 37% und 2030 um 79% gegenüber 2015, allerdings ohne Obergrenze für den GWP-Faktor) kommt es jedoch zu einer Verknappung gängiger Kältemittel und damit potenziell zu einer Limitierung der Produktionskapazitäten von Wärmepumpen. Da natürliche Kältemittel (mit typischerweise niedrigem GWP) in vielen Anwendungsfällen die physikalischen und sicherheitstechnischen Anforderungen nicht immer erfüllen, ist es notwendig, neue, alternative Kältemittel mit niedrigem GWP einzusetzen und/oder mit einer verringerten Kältemittelmenge auszukommen. In zukünftigen Verordnungen ist auch mit spezifischen GWP-Obergrenzen für Kältemittel für Wärmepumpen zu rechnen.

In diesem Projekt werden daher einerseits Arbeitsmittel mit niedrigem GWP identifiziert und für Wärmepumpen werden für definierte Anwendungsfelder Designkriterien erarbeitet, die auf die Erfordernisse der Kältemittel und die Vorgaben der F-Gas-Verordnung angepasst sind. Die entscheidenden Technologiesprünge sind dabei die Nutzbarmachung neuer Kältemittel durch Anpassung des Kältekreislaufs, bzw. der erforderlichen Maschinentechnik an die thermodynamischen und physikalischen Eigenschaften der „alternativen" Kältemittel für die gewählten Anwendungsfälle und Temperaturbereiche unter besonderer Berücksichtigung der Anlageneffizienz. Andererseits werden Ansätze zur Senkung der Kältemittelmenge (z.B. durch neue Wärmeübertragerkonzepte) analysiert.

Durch die internationale Vernetzung mit den anderen am HPT Annex 54 teilnehmenden Staaten (Südkorea, Japan, Italien, Schweden, USA und eventuell weitere) ist sichergestellt, dass in diesem Projekt alle relevanten Forschungs- und Marktaktivitäten berücksichtigt und bewertet werden können. Basierend auf diesen und anderen Kontakten der Projektpartner (v.a. im Bereich der Industrie, Forschung, Wissenschaft und Politik) wird ein Ausblick bis 2030 hinsichtlich erwartbarer Marktentwicklungen, speziell hinsichtlich der Verfügbarkeit von Kältemitteln und der Nachfrage von Wärmepumpen in diversen Anwendungsfeldern sowie zu Technologieentwicklungen (z.B. im Bereich der Kältemittel, der Kältekreisläufe und Wärmeübertrager) erstellt.

Für die neu designten Systeme erfolgt eine detaillierte Lebenszyklusanalyse, die sowohl die Herstellung der Komponenten, als auch die Arbeitszahlen berücksichtigt. Durch die Dissemination im Bereich der Weiterbildung, Lehre und der politischen Entscheidungsträger wird sichergestellt, dass die Erkenntnisse den relevanten Personenkreisen zugänglich gemacht werden und die Technologie der Wärmepumpe auch angesichts der zukünftigen regulatorischen Herausforderungen einen relevanten Marktanteil bei der Beheizung von Wohn- und Gewerbebauten einnimmt. Auch bei Industrieanwendungen erlangt die Wärmepumpe steigende Bedeutung. Weiters wird das Projekt Inputs zur anstehenden Überarbeitung der F-Gase-Verordnung im Jahr 2022 geben.

Teilnehmende Staaten

Italien, Japan, Österreich, Schweden, Südkorea, USA

Kontaktadresse

AIT Austrian Institute of Technogy GmbH
Center for Energy
Ing. Christian Köfinger MSc
Giefinggasse 2
1210 Wien
Tel: +43 (0) 50550-6509
E-Mail: Christian.Koefinger@ait.ac.at

Österreichische Energieagentur – Austrian Energy Agency
DI Franz Zach
Mariahilfer Str. 136
1150 Wien
Tel: +43 1 5861524-106
E-Mail: Franz.Zach@energyagency.at

Technische Universität Graz
Institut für Wärmetechnik (IWT)
Ao.Univ.-Prof. Dr. René Rieberer
Inffeldgasse 25/B
8010 Graz
Tel.: 0316 873-7302
E-Mail: Rene.Rieberer@tugraz.at