Thermodynamische Wandler

Unser Kompetenzcenter für Thermodynamische Wandler plant und konzipiert die Integration von Wärmepumpensystemen und thermische Energiespeichersysteme in sowohl bestehende als auch in zukünftige Fernwärmesysteme. In diesem Zusammenhang betrachten wir zudem die gekoppelte Bereitstellung von Wärme und Kälte mit Hilfe von elektrischer Energie. Dabei findet ein enger Austausch mit dem Kompetenzcenter Wärmenetze 4.0 statt, welches das gesamte Wärmesystem fokussiert. Zur Substitution der fossilen Wärmebereitstellung untersuchen wir die Einsatzmöglichkeiten von Hochtemperaturwärmepumpen für Wärmenetze, bei denen eine Absenkung der Vorlauftemperatur auf absehbare Zeit aufgrund der Verbraucherstruktur nicht ohne weiteres möglich ist. Für die zukünftige Entwicklung von Wärmenetzen untersuchen wir die Einsatzpotentiale von regenerativen Wärmequellen wie zum Beispiel Seen und Flüsse in Verbindung mit geeigneten Wärmepumpentechnologien. Dabei liegt der Fokus auf dem Einsatz umweltfreundlicher Kältemittel als ein wesentliches Forschungs- und Entwicklungsfeld.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Nutzung solar- und geothermaler Ressourcen zur Wärmebereitstellung und zur Stromproduktion, beispielsweise durch ORC-Prozesse, dort wo ausreichende Temperaturen bereitgestellt werden können. Die dafür benötigten Technologiebausteine aus den Bereichen der Kraftwerks- und Energiesystemtechnik wie Verdichter, Sorptions- und Expansionsmaschinen liefern dabei wesentliche F&E-Elemente für zukünftige Anwendungsfelder von Wärmepumpen und Kältemaschinen. Durch die Analyse und Umsetzung thermodynamischer Kreisprozesse zur Substitution der fossilen Wärmeversorgung wird eine effiziente Implementierung in bestehende und neu zu errichtende Wärme- und Kältesysteme sichergestellt.