LCR290 – Entwicklung von Wärmepumpenlösungen mit Propan für den Austausch von Gas- und Ölgeräten

Im Projekt »LCR290 - Low charge HP solutions« konzipiert das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE mögliche Lösungen für den Austausch von Gas- und Ölheizungen in Mehrfamilienhäusern im Bestand. Ein Schwerpunkt sind die Etagenheizungen. Dafür sollen Wärmepumpen zum Einsatz kommen, die auf das natürliche und klimafreundliche Kältemittel Propan (R290) setzen. Für die praxisnahe sowie schnelle Umsetzung hat das Fraunhofer ISE ein Projektkonsortium mit Unternehmen der Heizungsbranche und der Wohnungswirtschaft gegründet.

Das Projektbudget beträgt sieben Millionen Euro und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.

Die Wohnungswirtschaft benötigt standardisierte Wärmepumpenlösungen für den Austausch von Gas- und Ölheizungen für alle Anwendungsfälle, schließlich werden Wärmepumpen im Energiesystem der Zukunft die dominierende Heizungstechnologie sein. Propan hat sich zu einer anerkannten Kältemittellösung für die Wärmepumpenbranche entwickelt und ist bei außen aufgestellten Wärmepumpen inzwischen weit verbreitet. Das Fraunhofer ISE forscht derzeit an praktikablen Lösungen, speziell in Innenräumen. Zusammen mit der Heizungsbranche und der Wohnungswirtschaft will das Fraunhofer ISE Wärmepumpen-Lösungen für drei Anwendungsfelder entwickeln:

• Etagenheizungen
• innen aufgestellte Zentralheizungen
• höhere Leistungsklassen für außen aufgestellte Wärmepumpen.

Mit dem neuen Verbundprojekt »LCR290 - Low charge HP solutions« sollen diese Lücken geschlossen werden. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Das Budget beträgt sieben Millionen Euro.

Wenn Wärmepumpen als Ersatz für Gas-Etagenheizungen oder auch Gas- und Ölheizungen im Keller mit Propan betrieben werden sollen, müssen bei Füllmengen über 150 Gramm besondere Sicherheitsauflagen beachtet werden. Im Vorprojekt »LC150« wurde bereits nachgewiesen, dass mit weniger als 150 Gramm des Kältemittels Propan eine Heizleistung von 7 bis 10 Kilowatt erreicht werden kann. Für die Umsetzung als Etagenheizung ist dies die Grundlage. Im Rahmen des neuen Projekts werden dafür passende Speicher- und Quellenkonzepte erarbeitet. Hierfür werden unter Begleitung der Wärmepumpenhersteller und der Wohnungswirtschaft Lösungen für den Anschluss an das Hydraulik- und Quellensystem sowie geeignete Regelungsansätze entwickelt und im Labor demonstriert.

Für den Ersatz der Zentralheizung im Keller sollen Wärmepumpen mit größerer Leistung entwickelt werden. Auch hier wird auf Ergebnisse des Projekts »LC150“ zurückgegriffen, um die Kältemittelreduktion auf größere Leistungen zu übertragen. Zudem werden Konzepte zur Verschaltung und Regelung mehrerer Wärmepumpen untersucht und breit umsetzbare Sicherheitskonzepte identifiziert und erprobt.

Außen aufgestellte Wärmepumpen größerer Leistung werden ebenfalls mit Fokus auf Kältemittelreduktion und Abtauung hin optimiert und durch vereinheitlichte sicherheitstechnische Prüfungen bewertet. Ziel ist es, durch die Kältemittelreduktion und verbesserte Abtauung größere Leistungen mit der gleichen Aufstellfläche und Sicherheitszone umsetzen zu können und so deren Einsatz im urbanen Raum zu erleichtern.

Die Entwicklung wird mithilfe eines Plattformprojekts vorangetrieben, das durch einen Beirat begleitet wird, was breit getragene Lösungen in hoher Geschwindigkeit erlaubt. Die Hersteller können diese Lösungen in ihre eigenen Produktentwicklungen übernehmen oder auch in Kooperationen weiterverarbeiten. Die damit möglichen höheren Stückzahlen bieten ein deutliches Kostensenkungspotenzial und können zusätzliche Synergien erschließen und die Wettbewerbsfähigkeit der Hersteller steigern.

Da in diesem Projekt Systemlösungen entwickeln werden, wird auch die Wohnbauwirtschaft als Partner eingebunden. Diese bringt ihre konkreten Randbedingungen und Wünsche direkt in die Entwicklung ein und partizipiert an angepassten Systemlösungen. Durch die direkte Kommunikation zwischen mehreren Wärmepumpenherstellern und der Wohnbauwirtschaft können Lösungen praxisgerecht entwickelt sowie schneller in die Umsetzung gebracht werden, was wiederum insgesamt den Hochlauf zu höheren Stückzahlen beschleunigt.