Die Kombination von Klein-Photovoltaikanlagen (Balkonkraftwerken) durch intelligente Leistungsführung mit Klein-Wärmepumpen inklusive optimierter Teillaststeuerung stellt einen schnell wirksamen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende in Europa dar. Unterschiedliche Leistungsbereiche der Balkonkraftwerke mit Leistungen von 600/800/1200W werden im Rahmen dieser Verfahrensentwicklung mit angepasster Teillastführung als Ergänzung von Bestandsheizungsanlagen als gezielte Wärme- und Kältegeneratoren mit der Zielstellung Nullenergieverbrauchsoptimierung entwickelt. Dabei wird der Einsatz von effizienter Inverter-Verdichterantriebsvariation unter Grenzwertbetrachtung maximaler Einsatzgrenzen implementiert. Die Bandbreite zwischen integrierten Softwarelösungen bis zu systemunabhängigen Soft- und Hardwareerweiterungen stehen im Fokus zur Anwendung im privaten wie im gewerblichen Einsatzspektrum in der Wärme- und Kältetechnik. Die unabhängige Getrenntnutzung von Balkonkraftwerk und Klein-Wärmepumpe führt zwangsläufig zu erheblich Differenzen zwischen Erzeugerleistung und Verbraucher. Ziel dieses Vorhabens ist die optimale Balance. Durch kontinuierliche Teillaststeuerung erfolgt der Feinabgleich zur Differenz Null.

Projektziel

Ziel dieses Projektes ist die Verfahrensentwicklung zur Leistungsführung von Klein-Wärmepumpen im Optimum nahezu ohne externen Netzenergieverbrauch im Bestandswohnraum.
Effiziente Verfahren zur angepassten Leistungsführung von Kleinwärmepumpen mit Teillastregelung sollen untersucht und entwickelt werden. Der möglichst kontinuierliche Wärmepumpenbetrieb auf Basis der selbst erzeugten Netz-Einspeiseleistung aus Wechselrichtern von Balkonkraftwerken steht hier im Fokus.

Lösungsansatz und Entwicklungsschritte

Die Verfahrensentwicklung eines intelligenten Workspace-Expanders ist ein Lösungsansatz. Der größte Elektroverbraucher innerhalb der Wärmepumpe ist der Verdichter. Die energieeffiziente Drehzahlsteuerung zur Teillastführung am Verdichter speziell bis zur unteren Betriebsgrenze im Heiz- und Kühlbetrieb wird dazu analysiert.

• Leistungsklassen der Energiequelle 600W/800W/1200W
• Bestimmung der unteren Betriebsgrenze für Heizen und Kühlen
• Bestimmung der effizientesten Nutzung und Kombinationsvarianten
• Kostenvergleich unterschiedlicher Varianten
• Analyse Ansteuerverfahren der Inverter zur Teillast- und Weitbereichsoptimierung
• Untersuchungen von möglichen Regelstrategien mit/ohne (elektr.) Speicher Verfahrensentwicklung Software
• Verfahrensentwicklung Hardware-Software-Kombination

Ergebnisse des Projektes

Im Ergebnis sollen Verfahrensvarianten mit Software- und Hardware-Lösungen entstehen, die Wärme- und Kält-Wandlungen mit geringer oder keiner externen Netzenergieaufnahme ermöglichen.