Fraunhofer ISE startet Forschungsprojekt zu Propan-Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern

Im dem Projekt „LC R290 – Low charge HP solutions“ plant das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) die Entwicklung von einfach anwendbaren und multiplizierbaren Lösungen für den Austausch von Gas- und Ölheizungen in Mehrfamilienhäusern im Bestand. Ein Schwerpunkt liegt auf den Etagenheizungen. Dafür sollen Wärmepumpen zum Einsatz kommen, die auf das natürliche und klimafreundliche Kältemittel Propan (R290) setzen. Das Institut greift auf die Ergebnisse des Projekts „LC150“ zurück.

„Wir brauchen für die Wohnungswirtschaft standardisierte Wärmepumpenlösungen für den Austausch von Gas- und Ölheizungen für alle Anwendungsfälle“, erklärt Lena Schnabel, Abteilungsleiterin Wärme und Kältetechnik am Fraunhofer ISE. „Propan hat sich zu einer anerkannten Kältemittellösung für die Wärmepumpenbranche entwickelt und ist bei außen aufgestellten Wärmepumpen inzwischen weit verbreitet. Was wir nun benötigen, sind gut umsetzbare Lösungen auch in Innenräumen.“

Verschiedene Anwendungsfelder

Das Fraunhofer ISE will Lösungen für drei Anwendungsfelder entwickeln: Etagenheizungen, innen aufgestellte Zentralheizungen und höhere Leistungsklassen für außen aufgestellte Wärmepumpen.

Sollen propanbetriebene Wärmepumpen Gas-Etagenheizungen oder auch Gas- und Ölheizungen im Keller ersetzen, sind bei Füllmengen über 150 Gramm besondere Sicherheitsauflagen zu beachten. Im Projekt „LC150“ konnte das Fraunhofer ISE bereits nachweisen, das mit weniger als 150 Gramm des Kältemittels Propan eine Heizleistung von sieben bis zehn Kilowatt erreicht werden kann. Dies ist die Grundlage für die Umsetzung als Etagenheizung. Das Projekt erarbeitet dafür passende Speicher- und Quellenkonzepte. Hierfür werden Lösungen für den Anschluss an das Hydraulik- und Quellensystem sowie geeignete Regelungsansätze entwickelt und im Labor demonstriert.

Um die Zentralheizung im Keller zu ersetzen, wollen die Forscher Wärmepumpen mit größerer Leistung entwickeln. Auch hier verarbeiten sie Ergebnisse des Projekts „LC150“, um die Kältemittelreduktion auf größere Leistungen zu übertragen. Auch werden Konzepte zur Verschaltung und Regelung mehrerer Wärmepumpen untersucht und breit umsetzbare Sicherheitskonzepte erprobt.

Ein drittes Anwendungsfeld sind außen aufgestellte Wärmepumpen größerer Leistung. Auch diese wollen die Forscher mit Fokus auf Kältemittelreduktion und Abtauung hin optimieren und durch vereinheitlichte sicherheitstechnische Prüfungen bewerten. Die Kältemittelreduktion und verbesserte Abtauung soll dazu führen, größere Leistungen mit der gleichen Aufstellfläche und Sicherheitszone umsetzen zu können.

Heizungsbranche und Wohnungswirtschaft eingebunden

Für die Entwicklung hat sich das Fraunhofer ISE für ein Plattformprojekt entschieden, das Heizungsbranche und Wohnungswirtschaft einbindet und durch einen Beirat begleitet wird. Die Hersteller können die Lösungen in ihre eigenen Produktentwicklungen übernehmen oder auch in Kooperationen weiterarbeiten, erklärt das Institut.

Da in diesem Projekt Systemlösungen entwickeln werden, hat das Fraunhofer ISE auch die Wohnbauwirtschaft als Partner eingebunden. Die direkte Kommunikation zwischen mehreren Wärmepumpenherstellern und der Wohnbauwirtschaft soll zu praxisgerechten und schnell umsetzbaren Lösungen führen.

Das Projekt hat ein Budget von sieben Millionen Euro und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Die geplante Laufzeit ist bis zum 30. Juni 2025.