CHAWAEL

CHAWAEL („Hochdynamische und energieeffiziente Versuchsumgebung für die Charakterisierung von Wärmepumpensystemen mit dem Wärmeträger Luft“) schafft eine neue Infrastruktur für die Prüfung von Luft-Wärmepumpen unter realitätsnahen Bedingungen. Das Ziel ist es mit dieser neuen Versuchsumgebung eine höhere Genauigkeit der Messdaten bei gleichzeitig reduziertem Energie- und Zeitaufwand zu erreichen. Angewandte Forschungsarbeiten zu Themen der Energieeffizienz an Serien- und Prototypen-Entwicklungen können damit umfassender und zielgerichteter durchgeführt werden. Damit wird eine verbesserte Vergleichbarkeit verschiedener Wärmepumpen und Wärmepumpensystemen ermöglicht und eine weitere Effizienzsteigerung der Modelle angestrebt.

Wärmepumpen spielen eine zentrale Rolle für die klimaneutrale Wärmeversorgung. Der Wärmesektor verursacht rund 40 Prozent der CO₂-Emissionen in Deutschland und steht für etwa 56 Prozent des Endenergieverbrauchs. In den vergangenen Jahren nahmen Luft-Wärmepumpen einen Marktanteil von über 90 Prozent ein. Die bestehenden Prüfverfahren bilden jedoch reale Betriebsbedingungen nur eingeschränkt ab. Das Projekt CHAWAEL setzt hier an und verfolgt als Ziel, die Prüfmethodik durch dynamische Testbedingungen und eine präzisere Regelung der Umgebungsparameter zu verbessern. Die Versuchsumgebung wird Prüfling und Teststand direkt koppeln und Temperatur sowie Luftfeuchte in kurzen Zeitintervallen regeln. Statt großvolumiger Klimakammern wird der Luftstrom gezielt konditioniert werden. Eine modellprädiktive Regelung wird dann die Prüfbedingungen kontinuierlich an den Betrieb der Wärmepumpe anpassen. Dadurch lassen sich Leistungsdaten schneller erfassen und gezielt auswerten.

Damit reicht der Nutzen von CHAWAEL weit über die Prüftechnik hinaus. Die erwarteten Forschungsergebnisse sind von signifikanter Relevanz für die Transformation des Energiesystems zu einem „Smart Grid“, welches mehrere Ansprüche an die Wärmepumpensysteme stellt. „Smart Grids“, intelligente Stromnetze, sollen als flexible, effiziente und dezentrale Energiemanagementsysteme agieren, die Erzeugung und Verbrauch in Echtzeit steuern. Dies bietet die Chancen zur besseren Verknüpfung von Konsumierenden und Produzierenden und kann einen wertvollen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten. Die Ergebnisse aus CHAWAEL sollen dabei unterstützen, das Zusammenspiel von Wärmepumpe und System zu verbessern und das Regelungssystem zu optimieren.

Mit dem Projekt werden die Prüfkapazitäten am ISFH gestärkt und gleichzeitig wichtige Impulse für die Weiterentwicklung von Prüfnormen gesetzt. Bis zum Ende der dreijährigen Förderperiode soll eine intelligente und ressourcenschonende Prüfumgebung für Haushaltswärmepumpen vorliegen, die eine präzisere Bestimmung des Effizienzkennfelds ermöglicht.