QUEEN-HP – Inverter4R290: Frequenzumrichter mit APFC für schallreduzierte Wärmepumpen mit Kältemittel R290

Wärmepumpen spielen eine entscheidende Rolle bei der zukünftigen klimaneutralen Beheizung und Klimatisierung von Gebäuden. Im Jahr 2021 wurden in der Hälfte aller Neubauten Wärmepumpen eingesetzt. Deutschland verzeichnete im selben Jahr den Betrieb von 1,2 Millionen Wärmepumpen. Die Mehrheit dieser Wärmepumpen (70%) nutzt die Luft als Quelle. Mit dem weiteren starken Anstieg ihrer Anzahl stellt sich eine zunehmende Herausforderung: die Reduzierung der Geräuschentwicklung von Wärmepumpen auf ein Minimum. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, hat sich ein Projektverbund aus Wärmepumpenherstellern, Komponentenlieferanten und Forschungsinstituten zusammengeschlossen, um die Geräuschentwicklung von Luft/Wasser-Wärmepumpen zu minimieren.

Der Projektverbund QUEEN-HP verbindet Methodenentwicklung zur akustischen Analyse und Bewertung von Wärmepumpen und deren Komponenten mit Lösungsentwicklungen in Technologieprojekten mit neuen Komponenten in Wärmepumpen, neuen Formen der Schalldämpfung und innovativen energieeffizienten und zukunftssicheren Gerätemodifikationen. Das Technologieprojekt 3 »Inverter4R290 ' Frequenzumrichter mit Aktiver Power Factor Correction (APFC) für Wärmepumpen mit Kältemittel R290« - befasst sich mit dem Einsatz von dem umweltfreundlichen Kältemittel R290 in Wärmepumpen. Dabei liegt der Fokus auf der Leistungselektronik (LE). Diese soll so gestaltet werden, dass sie für unterschiedliche Leistungsklassen von Wärmepumpen eingesetzt werden kann. Die LE besteht aus der APFC und einer Wechselrichterstufe. Die LE ist für den ein- und dreiphasigen Netzanschluss dimensioniert. Die APFC ist ausgelegt, um zukünftige Netzanforderungen bezüglich der Oberschwingungen im verbrauchten Strom über den kompletten Lastbereich und der Blindleistungsbereitstellung zu erfüllen. Die LE soll für einen hohen Wirkungsgrad (auch im Teillastbereich) und die Absenkung der Schallemissionen der Wärmepumpe optimiert werden. Im Rahmen der wissenschaftlichen Ziele soll ein netzdienliches Verhalten sowie eine hohe Stromqualität der LE vorangetrieben werden. Aus Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit soll der Materialeinsatz, die Effizienz und die Lebensdauer der eingesetzten Bestandteile untersucht und Verbesserungspotentiale definiert werden.