Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP

QUEEN-HP-MENESA: Schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln

Methodenentwicklung zur Schallreduktion an Wärmepumpen durch Schallabstrahlungsanalysen tiefer Frequenzen und Strukturdynamikanalyse

Lärmemissionen von Wärmepumpen
© Shutterstock / GSPhotography
Wir forschen für schallreduzierte effiziente elektrische Wärmepumpen.

Wärmepumpen spielen eine entscheidende Rolle bei der zukünftigen klimaneutralen Beheizung und Klimatisierung von Gebäuden. Im Jahr 2021 wurde statistisch in jedem zweiten Neubau in Deutschland eine Wärmepumpe eingebaut. Deutschland verzeichnete im selben Jahr den Betrieb von 1,2 Millionen Wärmepumpen. Die Mehrheit dieser Wärmepumpen (70%) nutzt Luft als Wärmequelle. Mit dem prognostizierten starken Wachstum stellt sich eine zunehmende Herausforderung: die Reduzierung der Geräuschentwicklung von Wärmepumpen auf ein Minimum. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, hat sich ein Projektverbund aus Wärmepumpenherstellern, Komponentenlieferanten und Forschungsinstituten zusammengeschlossen, um die Geräuschentwicklung von Luft/Wasser-Wärmepumpen zu minimieren.

Projektziele

Im Projekt »MENESA« arbeiten die drei Forschungsinstitute Fraunhofer ISE, Fraunhofer IBP und Fraunhofer IWU an Methoden zur Verbesserung von Wärmepumpen hinsichtlich Schwingungen und Schall. Die resultierenden Methoden erlauben eine frühzeitige Berücksichtigung von strukturdynamischen und akustischen Aspekten bei der Entwicklung von Wärmepumpen, sodass ein schallarmer Betrieb im realen Einsatzumfeld ermöglicht werden kann.  

Im Projekt werden drei Bereiche fokussiert:

  1. Die strukturdynamische Analyse von Wärmepumpen mit Untersuchungen hinsichtlich der Vibroakustik und der Transferpfade von Körperschall ausgehend von den Erregern Verdichter und Ventilator an die schallübertragenden Flächen des Gerätes, wie dem Verdampfer und dem Gehäuse.
  2. Die Geräuschwirkung von Wärmepumpen auf Personen im Umfeld des Geräts mit Methoden der Psychoakustik, das Monitoring von Wärmepumpen im realen baulichen Umfeld und die Simulation der Schallausbreitung und Schallimmission.
  3. Benennung, Voruntersuchung und Bewertung von Maßnahmenempfehlungen zur Schallminderung bei Komponenten, Geräten und am Aufstellort von Wärmepumpen.

Projektpartner

  • Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
  • Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU