Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE| Laufzeit: | 08/2023 - 07/2027 |
| Auftraggeber / Zuwendungsgeber: |
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Förderkennzeichen 03EN4058 |
| Kooperationspartner: | Bosch, Groupe Atlantic, Obrist, Ariston, Deutsche Bahn, Kermi, Hoval, Viessmann, Solvis, Faivleley |
| Projektfokus: |       |
WP-Resilienz
Methodenentwicklung zur künstlichen Alterung von Propankältekreisen als Voraussetzung für Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung von Wärmepumpen
Im Projekt »WP-Resilienz« werden Alterungsverhalten von Kältekreisen unter verschiedenen Einflussbedingungen untersucht und Lebensdauermodelle entwickelt.
Aktuell werden mehr als die Hälfte der deutschen Haushalte mit Gas- und Ölkesselheizungen beheizt. Neben einer dramatischen Abhängigkeit von fossilen Energieträgern bedeutet dies einen Anteil von über 50% des Energieverbrauchs der gesamten Wärmeversorgung. Durch ihre Effizienz verhalten sich elektrische Wärmepumpen (WP) deutlich klimafreundlicher und können, wenn mit Strom aus regenerativen Energiequellen betrieben, maßgeblich zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung und zur Abkehr von fossiler Energie beitragen. Zusätzlich wird die Nutzung umweltfreundlicher Kältemittel wie z.B. Propan (R290) oder Butan (R600) zunehmend gesetzlich forciert. Durch die hohe Entzündlichkeit dieser Kältemittel rückt eine dauerhafte, technische Dichtheit ins Zentrum aktueller WP-Entwicklungen.
Im Rahmen eines Fraunhofer Plattformprojekts (ähnlich dem Vorhaben LC150) sollen in WP-Resilienz in enger Kooperation mit der Industrie (Hersteller für Haus-WP und Klimagerätehersteller für Schienenfahrzeuge) Methoden zur künstlichen/ beschleunigten Alterung, zielgerichteten Fehlstellenanalyse und Lebensdauerprognose von Propan-Kältekreisen entwickelt werden. Zudem soll eine vereinheitliche Datenbasis für die Risikobewertung von Kältekreisen im Hinblick auf Leckagen und damit verbunden ausströmendes Kältemittel geschaffen werden. Neben Leckagen sollen auch Risiken basierend auf Zündquellen und Unfälle in die Datenbank aufgenommen werden.
Durch die zentralen Ergebnisse des Vorhabens soll der Industrie eine Methodik zur Verfügung gestellt werden, um das komplexe Zusammenspiel von Schwingungsanregungen durch den Kompressor, Eigenspannungen nach dem Herstellungsprozess sowie Temperatur- und Druckschwankungen und variierende Umwelteinflüsse (z.B. korrosive Atmosphären) wissenschaftlich und anwendungsnah zu bewerten, wodurch erstmals eine belastbare Lebensdauerabschätzung von hermetischen Kältekreisen möglich wird. Zusätzlich sollen detaillierte Untersuchungen von leckbehafteten Bauteilen eine übersichtliche Datengrundlage zur Durchführung von Risikobewertungen für Kältekreise ermöglichen, die zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben (z.B. Druckgeräte- oder Maschinenrichtlinie und damit harmonisierte Normen) notwendig ist.