„Wärmequelle Luft – Da steckt noch mehr drin“

Hochschule Luzern stellt Forschungsprojekt zur Effizienzsteigerung vor

Berlin/Luzern, 19. Juli 2011. Der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e.V. hat heute Fachjournalisten und Branchenexperten aus Deutschland, Österreich und der Schweiz in Luzern über die Potenziale von hocheffizienten Luft/Wasser-Wärmepumpen informiert. Professor Dr. Beat Wellig, Hochschule Luzern, berichtete dabei über das Forschungsprojekt „Effiziente Luft/Wasser-Wärmepumpen durch kontinuierliche Leistungsregelung“.

„Schon heute überzeugen Wärmepumpen als multifunktionelle Technologie im Alt- und Neubau wie auch in industriellen Anwendungen“, betont Karl-Heinz Stawiarski, Geschäftsführer des BWP. Allerdings laste auf Luft/Wasser-Wärmepumpen vielfach ein negatives Image als „Energiefresser“ – trotz des großen Marktpotenzials. Die Hochschule Luzern erarbeitet daher mit den Projektpartnern von Emerson Climate Technologies GmbH und Ziehl-Abegg Schweiz AG in einem vom schweizerischen Bundesamt für Energie (BFE) geförderten Forschungsprojekt breit anwendbare Auslegungs- und Planungsgrundlagen für effiziente, betriebssichere und wirtschaftliche Luft/Wasser-Wärmepumpen mit kontinuierlicher Leistungsregelung. „Das Projekt liefert beeindruckende Ergebnisse. Diese nehmen wir als Anlass, um ein Zeichen für das enorme Leistungsvermögen der Luft/Wasser-Wärmepumpe zu setzen“, so Stawiarski weiter.

Bei Ein/Aus-geregelten Luft/Wasser-Wärmepumpen hängt die Effizienz vor allem von der ungünstigen Betriebscharakteristik ab, welche aus den Eigenschaften des drehzahlkonstanten Kompressors resultiert. Mit steigender Umgebungstemperatur nimmt die erzeugte Heizleistung zu statt ab, die Temperaturdifferenzen in Verdampfer und Kondensator erhöhen sich und die Effizienz sinkt. Um eine deutliche Effizienzsteigerung zu erreichen, muss die Regelstrategie der Wärmepumpe so geändert werden, dass die erzeugte Heizleistung kontinuierlich an die erforderliche Heizleistung angepasst wird. Die Forscher entwickelten durch Simulationen und Experimente eine Regelung, die je nach Umgebungszustand und Heizbedarf des Gebäudes den Kältemitteldurchsatz und die Ventilatordrehzahl regelt, das jeweils optimale Abtauverfahren (Prozessumkehr, Ventilatornachlauf) auswählt und die Abtauung zum optimalen Zeitpunkt einleitet beziehungsweise beendet.

Erste Testergebnisse mit dem Prototyp einer nach diesem Verfahren leistungsgeregelten Luft/Wasser-Wärmepumpe zeigen nun, dass die kontinuierliche Anpassung der erzeugten an die erforderliche Heizleistung tatsächlich die Effizienz auffällig steigert – und zwar um 20 bis 50 Prozent im Vergleich zu Ein/Aus-geregelten Anlagen. Voraussetzung dafür ist der Einsatz von Kompressoren und Ventilatoren mit geeignetem Teillastverhalten, weiten zulässigen Regelbereichen und hohen Teillast-Wirkungsgraden.

Je höher die Effizienz von Wärmepumpen, desto geringer der Primärenergieverbrauch und die CO2-Bilanz. Hocheffiziente Wärmepumpen sind damit ökologisch zukunftsweisend und helfen zudem, Heizkosten zu sparen. „Die Ergebnisse des Forschungsprojektes sind phänomenal. Das zeigt einmal mehr, wie wichtig es ist, in die weitere Forschung und Entwicklung dieser zukunftsweisenden Technologie zu investieren“, resümiert Stawiarski.