Kondensatordesign in einem thermischen Speicher für eine R290 Wärmepumpe

Durch die F-Gas Verordnung und das Ziel der Bundesregierung die Energiewende auch für Gebäude voranzutreiben, rücken Wärmepumpen mit R290 (Propan) als Kältemittel in den Fokus. Im Neubau ist die Wärmepumpe bereits der präferierte Wärmeerzeuger. Gleiches gilt es auch im Gebäudebestand bzw. in der Sanierung zu erreichen. Neben Mehrfamilienhäusern sind insbesondere Gebäude im (vor-)urbanen Raum (Reihenhäuser) herausfordernd, wenn der Einsatz einer Luft/Wasser Wärmepumpe aufgrund der oftmals dichten Besiedelung und der ggf. einzuhaltenden Schallrestriktionen nicht immer möglich ist. Aus diesem Grund beschäftigt sich das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Industriepartnern im Projekt HPPVT4.0 mit der Kombination von Wärmepumpen und PVT-Kollektoren als Wärmequelle. Fokus dieses Beitrags liegt dabei auf der Wärmepumpe bzw. dem Kondensator, der in einem thermischen Speicher für die Heizwärme- und Brauchwasserbereitstellung integriert ist. Hierfür wurde zunächst eine Literaturrecherche zum Kondensationsverhalten von R290 in Rohren durchgeführt und daraus ein mögliches Design des Kondensators abgeleitet. Dieses Design wurde in ein Wärmepumpenmodell übertragen, das in Modelica abgebildet ist. Im Beitrag werden die Simulationsergebnisse des füllmengenreduzierten Wärmeübertragers im Speicher dargestellt. Fokus liegt hierbei auf den Temperaturen im Speicher für die Heizwärme- und Brauchwasserbereitstellung und der potenziellen Füllmengenreduktion im Vergleich zum bisherigen System.