Wärmepumpen in Einfamilienhäusern: Fraunhofer ISE entwickelt optimierten Propan-Kältekreis
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Wärmepumpen sind eine Schlüsseltechnologie der Wärmewende, doch noch nutzen viele der Geräte umweltschädliche Kältemittel. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat nun ein Kältekreis-Funktionsmuster mit der klimafreundlichen und kostengünstigen Alternative Propan entwickelt. Eine der besten Sole-Wärmepumpen erreicht mit 146 Gramm Propan eine Heizleistung von 11,4 Kilowatt. Damit darf sie ohne umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen im Inneren von Gebäuden aufgestellt werden. Pro Kilowatt Heizleistung benötigt das Gerät nur rund ein Fünftel der Propanmenge von marktverfügbaren Systemen. Die Neuentwicklung ist Ergebnis der Zusammenarbeit des Fraunhofer ISE mit einem Industriekonsortium im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekt »LC150« (»low charge 150 g«). Für die Entwicklung von Wärmepumpen mit Propan für Mehrfamilienhäuser ist jüngst ist das Projekt »LC R290« gestartet.
Viele Wärmepumpenhersteller haben inzwischen Propan-Wärmepumpen im Angebot, jedoch meist nur für die Aufstellung im Außenbereich. Der Grund: Für das Kältemittel gelten aufgrund seiner Brennbarkeit umfangreiche Sicherheitsauflagen für die Nutzung in Innenräumen. Übersteigt eine Wärmepumpe im Einfamilienhaus mit ihren üblichen fünf bis zehn Kilowatt Leistung die vorgeschriebene Höchstmenge von 150 Gramm Kältemittel, kann sie nur mit erhöhten Sicherheitsanforderungen installiert werden.
Die Neuentwicklung des Fraunhofer ISE könnte dies ändern: In dem nun abgeschlossenen Projekt LC150 entwickelten die Forschenden und ein Konsortium aus Wärmepumpenherstellern einen kältemittelreduzierten Propan-Kältekreis. Dieser stellt das Herzstück einer Wärmepumpe dar. Dazu wurden mehr als 20 Kombinationen aus Wärmeübertragern und Verdichtern aufgebaut, vermessen, bewertet und optimiert. Einer der vielversprechenden Kältekreise erreicht mit einem vollhermetischen Verdichter mit 146 Gramm Propan eine Heizleistung von 11,4 Kilowatt und unterschreitet damit die vorgeschriebene Höchstmenge für den Innenbereich. Die spezifische Kältemittelfüllmenge liegt bei 12,8 Gramm pro Kilowatt – rund ein Fünftel der Propanmenge von marktverfügbaren Systemen.
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Quelle: Fraunhofer ISE