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EU-Forschungsprojekt zur Entwicklung trigenerativer Wärmepumpensysteme mit natürlichen Kältemitteln für Mehrfamiliengebäude.
TRI-HP Project (Trigeneration systems based on heat pumps with natural refrigerants and multiple renewable sources)
Rapperswil (CH)Neu auf Amplifa
Über TRI-HP
TRI-HP war ein europäisches Forschungsprojekt zur Entwicklung trigenerativer Systeme auf Basis elektrisch angetriebener Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln (CO2 und Propan), gekoppelt mit Photovoltaik. Die Systeme liefern Heizen, Kühlen und Strom für neue und sanierte Mehrfamiliengebäude mit einem erneuerbaren Vor-Ort-Anteil von 80 % bei einer angestrebten Reduzierung der Investitionskosten um 10–15 %. Entwickelt wurden neben den Wärmepumpenkreisprozessen eisabweisende Beschichtungen (icephobic coatings), drei advanced Wärmetauscher-Typen (Supercooler, Tri-partite Gas Cooler, Dual-Source) sowie eine modellprädiktive EnergieManagement-Lösung mit Effizienzdrift-Selbstdiagnose. Zwei Systemkonzepte – Solar-Eis-Slurry und Dual-Source (Erdreich/Luft) – wurden in Laboren bei SPF-HSR (Rapperswil) und IREC mittels Concise Cycle Test und Hardware-in-the-Loop validiert. Ergänzend untersuchte sozialwissenschaftliche Studien die Akzeptanz bei Endnutzern, Installateuren und Gebäudebetreibern. Das Projekt endete im Februar 2023; es handelt sich nicht um ein Fertigungsunternehmen, sondern um ein Forschungskonsortium.
- Standort
- CH-8640 Rapperswil
- Verfahren
- Trigenerationssysteme (Heizen, Kühlen, Strom) auf Basis elektrisch angetriebener Wärmepumpen mit, Eisabweisende Beschichtungen (icephobic coatings), Wärmetauscher-Entwicklung (Supercooler, Tri-partite Gas Cooler, Dual-Source), Modellprädiktive Regelung / Advanced Energy Management, Effizienzdrift-Selbstdiagnose, Solar-Eis-Slurry-Wärmepumpensystem, Dual-Source/Sink-Wärmepumpensystem, Systemtest-Methodik (Concise Cycle Test, Hardware-in-the-Loop)
- Werkstoffe
- CO2 (Kältemittel R744), Propan (Kältemittel R290), Fluorpolymere, Silikonbasierte Polymere, Glykol (Wärmeträgerfluid), CO2 als natürliches Kältemittel, Propan als natürliches Kältemittel, Glykol als Wärmeträgerfluid
- Branchen
- Gebäudetechnik / Wärmepumpen, Erneuerbare Energien, Wohnungsbau (Mehrfamilienhäuser, Neubau und Sanierung)
- 01
Forschung & Entwicklung (Wärmepumpenkreise, Wärmetauscher, Beschichtungen)
- 02
Advanced Control / EnergieManagement
- 03
Systemintegration (Solar-Eis-Slurry, Dual-Source)
- 04
Systemtest im Labor (Concise Cycle Test, Hardware-in-the-Loop)
- 05
Akzeptanzstudien / Dissemination
Kältemittel & Werkstoffe
CO2 als natürliches Kältemittel
Nicht-toxisch, nicht-entflammbar und besonders geeignet für Warmwasser bis 80 °C.
Propan als natürliches Kältemittel
Effiziente Lösung für Heizen und Kühlen mit hoher Subkühlung im TRI-HP-Konzept.
Fluorpolymere
Intrinsisch hydrophobe Beschichtungen mit höherer Schichtdicke für eisabweisende Oberflächen.
Silikonbasierte Polymere
Niedrigoberflächenenergie-Materialien zur Reduzierung der Eisadhäsion.
Glykol als Wärmeträgerfluid
Wärmeträgermedium im Dual-Source Wärmetauscher mit direktem Austausch zum Kältemittel.
Standorte
Rapperswil
CHProjektkoordination (SPF Institute for Solar Technology), Labor-Testaufbau SPF-HSR
- Werkstoffe
- CO2, Propan
- Labor-Testaufbau SPF-HSR
- Hardware-in-the-Loop-Testaufbau
- Wärmepumpe (CO2)
- Wärmepumpe (Propan)
Systemkomponenten
Einblicke in die Fertigung
Branchen
13 Anlagen & Maschinen
| Maschine | Hersteller / Modell | Anzahl | Arbeitsraum | Baujahr | Standort |
|---|---|---|---|---|---|
| Wärmepumpe (CO2, natürliche Kältemittel) | – | – | – | – | – |
| Wärmepumpe (Propan) | – | – | – | – | – |
| Dual-Source Wärmepumpensystem (Erdreich/Luft) | – | – | – | – | – |
| Solar Ice-Slurry Wärmepumpensystem | – | – | – | – | – |
| Supercooler Wärmetauscher | – | – | – | – | – |
| Tri-partite Gas Cooler (Wärmetauscher, 3 Sektionen) | – | – | – | – | – |
| Dual-Source Erdreich/Luft Wärmetauscher (Verdampfer/Kondensator) | – | – | – | – | – |
| Solarthermische Kollektoren | – | – | – | – | – |
| PV-Anlage (Photovoltaik) | – | – | – | – | – |
| Eis-Slurry Speicher | – | – | – | – | – |
| Labor-Testaufbau SPF-HSR | – | – | – | – | SPF, Rapperswil |
| Labor-Testaufbau IREC | – | – | – | – | IREC |
| Advanced Energy Management System (MPC-basiert) | – | – | – | – | – |
Zusatzleistungen
Projektverlauf
- 2023-01
Webinar 'Novel heat pump technologies based on natural refrigerants and multiple renewable sources' am 12. Januar
- 2023-02
Projektabschluss im Februar 2023; Final Event am 7. Februar 2023 in Brüssel, per Livestream über das BUILD UP Portal