IEA HPT Annex 54 - Wärmepumpensysteme mit "Low-GWP"-Kältemittel

Wärmepumpen stellen in vielen Fällen eine effiziente Möglichkeit zur Nutzung von Umweltwärme oder Abwärme dar und werden als Schlüsseltechnologien zur Erreichung von Klimazielen gesehen. Aufgrund der Mengenreduktion von teilfluorierten Kohlenwasserstoffen laut F-Gas-Verordnung (für 2020 um 37 % und 2030 um 79 % gegenüber 2015, allerdings ohne Obergrenze für den GWP-Faktor) kommt es jedoch zu einer Verknappung gängiger Kältemittel und damit potenziell zu einer Limitierung der Produktionskapazitäten von Wärmepumpen. Da natürliche Kältemittel (mit typi-scherweise niedrigem GWP) in vielen Anwendungsfällen die physikalischen und sicherheitstechni-schen Anforderungen nicht immer erfüllen, ist es notwendig, neue, alternative Kältemittel mit niedrigem GWP einzusetzen und/oder mit einer verringerten Kältemittelmenge auszukommen. In zukünftigen Verordnungen ist auch mit GWP-Obergrenzen für Kältemittel für Wärmepumpen zu rechnen. In diesem Projekt werden daher einerseits Arbeitsmittel mit niedrigem GWP identifiziert und für Wärmepumpen werden für definierte Anwendungsfelder Designkriterien erarbeitet, die auf die Erfordernisse der Kältemittel und die Vorgaben der F-Gas-Verordnung angepasst sind. Die ent-scheidenden Technologiesprünge sind dabei die Nutzbarmachung neuer Kältemittel durch Anpas-sung des Kältekreislaufs, bzw. der erforderlichen Maschinentechnik an die thermodynamischen und physikalischen Eigenschaften der „alternativen“ Kältemittel für die gewählten Anwendungs-fälle und Temperaturbereiche unter besonderer Berücksichtigung der Anlageneffizienz. Anderer-seits werden Ansätze zur Senkung der Kältemittelmenge (z.B. durch neue Wärmeübertragerkon-zepte) analysiert. Durch die internationale Vernetzung mit den anderen am HPT Annex 54 teilnehmenden Staaten (Südkorea, Japan, Italien, Schweden, USA und eventuell weitere) ist sichergestellt, dass in diesem Projekt alle relevanten Forschungs- und Marktaktivitäten berücksichtigt und bewertet werden können. Basierend auf diesen und anderen Kontakten der Projektpartner (v.a. im Bereich der In-dustrie, Forschung, Wissenschaft und Politik) wird ein Ausblick bis 2030 hinsichtlich erwartbarer Marktentwicklungen, speziell hinsichtlich der Verfügbarkeit von Kältemitteln und der Nachfrage von Wärmepumpen in diversen Anwendungsfeldern sowie zu Technologieentwicklungen (z.B. im Bereich der Kältemittel, der Kältekreisläufe und Wärmeübertrager) erstellt. Für die neu designten Systeme erfolgt eine detaillierte Lebenszyklusanalyse, die sowohl die Her-stellung der Komponenten, als auch die Arbeitszahlen im Betrieb wie auch die Entsorgung berück-sichtigt. Durch die Disseminierung im Bereich der Weiterbildung, Lehre und der politischen Entscheidungs-träger ist sichergestellt, dass die Erkenntnisse den relevanten Personenkreisen zugänglich ge-macht werden und die Technologie der Wärmepumpe auch angesichts der zukünftigen regulato-rischen Herausforderungen einen relevanten Marktanteil bei der Beheizung von Wohn- und Ge-werbebauten einnimmt. Weiters wird das Projekt Input zur anstehenden Überarbeitung der F-Gas-Verordnung im Jahr 2022 geben.