TOPPUMP – Entwicklung von technisch optimierten Großwärmepumpen zur Beheizung und Klimatisierung von großvolumigen Gebäuden

Wärmepumpen gewinnen für die Beheizung und Kühlung von Gebäuden zunehmend an Bedeutung. Während die Optimierung von Wärmepumpen für Ein- und Mehrfamilienhäuser während der letzten Jahre durch verschiedenste europäische und nationale Forschungsprogramme unterstützt wurde, ist der Schritt der Optimierung für Großwärmepumpen mit einer Leistung bis zu 1 MW bislang noch aus-ständig. Da Großwärmepumpen eine äußerst gute Möglichkeit darstellen könnten, um die Wärme- und Kälteversorgung von Industrie- und Großbauten zu gewährleisten, ist diese Optimierung von höchster Bedeutung und wird im Rahmen von TOPPUMP erfüllt. Kurzfassung: Die Nutzung der Umgebungswärme zur Raumwärme- und Warmwassergestehung für den privaten, öffentlichen und gewerblichen Bereich gewinnt in Österreich und der EU aufgrund der geringsten Betriebskosten im Vergleich mit anderen Energiesystemen, ihrem Potential zur Substitution von fossilen Energieträgern, sowie zur Reduktion von CO2-Emissionen und Luftschadstoffen zunehmend an Bedeutung und wird deshalb auch von politischer Seite als wirksames Mittel zur Reduktion des Energieverbrauches berücksichtigt. Ein Anwendungsbereich für Wärmepumpen der bislang nur vereinzelt realisiert wurde, ist im Bereich großvolumiger Gebäude zu sehen. Um den Anforderungen dieser Gebäude zu entsprechen, werden Heizsysteme mit hohen Leistungen benötigt. Neben dem Anspruch, dass die Energieversorgung auf Basis erneuerbarer Energieträger zu erfolgen hat, sind auch andere Aspekte von Bedeutung. Gerade für großvolumige Gebäude ist es wichtig eine Energieversorgung zu gewährleisten, welche ohne Emissionen vor Ort erfolgt, bei welcher Brennstoffe nicht durch LKWs angeliefert werden müssen und bei welcher keine Brennstofflager notwendig sind. Wärmepumpen können die geforderten Beding-ungen bestens erfüllen und die erforderliche Energiemenge zur Verfügung stellen. Es handelt sich dabei um Großwärmepumpen mit einer Leistung von bis zu 1 MW. Diese Wärme-pumpen können sowohl zum Heizen und theoretisch auch zum Kühlen der Gebäude herangezogen werden. Um ihr volles Potential ausschöpfen zu können sind diese Großwärmepumpen jedoch techn-isch zu optimieren. Dieser Schritt kann im Rahmen dieses Forschungsprojekts realisiert werden und damit Wärmepumpen auch für ihren Einsatz im großvolumigen Wohnbau befähigen. Dies ist ein äußerst innovatives Vorhaben mit entsprechend positiven energiewirtschaftlichen und umwelt-wirtschaftlichen Effekten. Großwärmepumpen werden mit Schraubenverdichtern ausgerüstet. Theoretisch ist es auch möglich Turbokompressoren einzusetzen, um damit die Effizienz der Anlagen zu erhöhen. Im Rahmen des Projekts TOPPUMP wird auch diese Möglichkeit untersucht die bislang noch nie umgesetzt wurde. Die Wärmetauscher welche in Großwärmepumpen Verwendung finden, bieten einen weiteren Ansatz-punkt zur Effizienzsteigerung. Im Rahmen von TOPPUMP werden optimierte Wärmetauscher entwickelt und getestet. Großwärmepumpen können theoretisch neben dem Heizbetrieb auch für den Kühlbetrieb eingesetzt werden. Die Umsetzung des Umkehrkältekreises wird im Rahmen des Projekts realisiert. Ein weiteres sehr wichtiges Forschungsvorhaben, da der Bedarf an Klimatisierung in Zukunft weiter stark steigen wird und dafür effiziente Technologien gefragt sind, welche dazu beitragen den Energieverbrauch gering zu halten. Eine weitere Aufgabe im Rahmen des Projekts betrifft die Neuentwicklung der Steuerung der Wärmepumpen.