GreenHP: Design und Effizienz der n?chsten Luft-W?rmepumpengeneration für die Sanierung im urbanen Raum

摘要

Das Projekt Green Heat Pump zielt auf die Entwicklung von W?rmepumpen der n?chsten Generation für den Einsatz im renovierten gro?volumigen Bestandsbau in urbanen Gebieten. Innovative Ans?tze werden auf Komponenten-, Ger?te- und Systemebene getroffen. Im Zuge der Forschungs- und Entwicklungst?tigkeiten wird ein 30 kW L/W-WP Laborprototyp gebaut. Die Forschungsergebnisse werden auch für Systeme im gr??eren Ma?stab mit Heizleistungen von 100 kW und mehr für Mehrfamilienh?user oder Bürogeb?ude anwendbar sein, die in der Infrastruktur von Smart Cities der Zukunft eine wichtige Rolle spielen werden. Das vorgeschlagene GreenHP-System wird mit einem natürlichen K?ltemittel betrieben, mit gro?en (erneuerbaren) Energiesystemen wie vor allem Smart Grids interagieren und erneuerbare Energietechnologien, wie Photovoltaik und Solarthermie, beinhalten. Das Design der GreenHP zielt darauf ab ein Heizungssystem mit hoher Effizienz und minimalen Auswirkungen auf die Umwelt zu realisieren. Im Zuge eines Life Cyle Assessments wurden K?ltemittel unter diesen Aspekten untersucht und das natürliche K?ltemittel R290 ausgew?hlt. Einen weiteren Schritt in Richtung Reduktion der Umweltauswirkungen bietet der Einsatz von Aluminium Multi-Port Extrusion-Tubes (MPE-Tubes) im Verflüssiger und Verdampfer, wodurch die K?ltemittelfüllmenge minimiert werden kann. Die Verwendung von Aluminium für den Kondensator erm?glicht im Vergleich zu herk?mmlichen Designs eine verbesserte W?rmeübertragung. Auf der Luftseite des Verdampfers werden hocheffiziente Lamellen entwickelt, die weniger empfindlich hinsichtlich Vereisung sind. Ein optimiertes Design des Ventilators sorgt für einen effizienteren Betrieb unter Vereisungsbedingungen. Auf der K?ltemittelseite sorgt ein neu entwickelter bionischer K?ltemittelverteiler für eine gleichm??ige Verteilung des K?ltemittels in den MPE-Tubes des Verdampfers. Zus?tzlich wird ein neuer Verdichter inklusive Regelkonzept entwickelt. Das Regelkonzept ist in einer ganzheitlichen Regelstrategie für ein effizientes Energiemanagement integriert. Die neu entwickelten Komponenten werden zu einer Prototypenw?rmepumpe zusammengebaut und nach internationalen Standards in den akkreditierten Prüfeinrichtungen getestet. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf die Analyse des Gesamtkonzepts GreenHP-Prototypen.