Die Wettermacher von Wernau
Wärmepumpen geprüft für verschiedenste Anwendungen
Bei Ralf Fischer und Simon Klink macht das Wetter, was sie wollen. In ihrem Labor im Wärmpumpen-Entwicklungszentrum der Bosch Home Comfort Group in Wernau können die beiden Ingenieure das gesamte europäische Klimaspektrum und noch mehr simulieren. Von minus 30 bis plus 60 Grad Celsius, von staubtrocken bis 100 Prozent Luftfeuchtigkeit ist jede Jahreszeit in jeder Klimaregion in verschiedenen Klimakammern darstellbar. Beim Besuch am Arbeitsplatz zeigen die beiden, wie sie und das gesamte Laborteam die Naturgewalten täglich herausfordern und mit welchen Tests sie die neueste Wärmepumpen-Generation auf Herz und Nieren prüfen, um sicherzustellen, dass sie den ganz verschiedenen Herausforderungen des Alltags jederzeit gerecht wird und im täglichen Gebrauch zuverlässig funktioniert.
Das ganze Wetter aus einem Schrank
Nur ein leichtes Summen ist im ersten Obergeschoss des neu eröffneten Labors des Wärmepumpen-Entwicklungszentrums zu hören. Neben Technikschränken, Monitoren und Wärmepumpen-Chassis stehen mehrere raumhohe Schränke, die wie Kühlkammern in einem Warenhaus-Lager aussehen. Ralf Fischer, Leiter des Testzentrums, und Entwicklungsleiter Simon Klink blicken auf das Display neben der Türe einer Klimakammer: 3,5 Grad Celsius Temperatur und 90 Prozent Luftfeuchtigkeit. Der Test läuft planmäßig. Zeit für ein kurzes Gespräch über Wetter, Klimazonen und die Praxistauglichkeit von Wärmepumpen. "Unsere Prüflinge nutzen Luft als Energiequelle, daher brauchen wir Klimakammern, um ihre Funktionen unter verschiedenen Klimabedingungen zu testen", erklärt Ralf Fischer. "Wir könnten sie einfach in ganz Europa verteilen, aber wir wollen genau wissen, wie sie unter bestimmten Bedingungen funktionieren, und die Bedingungen müssen wir dauerhaft gleichbleibend simulieren. In diesen Klimakammern beobachten wir so kontinuierlich das Verhalten aller mechanischen und elektronischen Bauteile des Systems." Simon Klink ergänzt: "Ob am Nordkap oder in Süditalien, niemand will in einer kalten oder heißen Wohnung sitzen. Die Wärmepumpe muss bei jedem Wetter effizient laufen. Daher prüfen wir sie hier unter verschiedenen simulierten, aber praxisnahen Bedingungen."
Es geht nicht nur um die Wärmepumpe, sondern um das ganze Haus
Die Ingenieure in Wernau testen die Wärmepumpen bei extremer Hitze, Kälte, Feuchtigkeit und Trockenheit. Dabei geht es nicht nur darum, ob die Außeneinheit mit widrigen Bedingungen klarkommt, es geht um das gesamte Heizungssystem und das Haus, in dem es steht. Ralf Fischer erklärt den ganzheitlichen Ansatz: "Die ordnungsgemäße Funktion unter ganz verschiedenen Bedingungen ist wichtig. Es ist ein Funktionstest. Wir testen zum Beispiel die Funktion der Außeneinheit bei Sonneneinstrahlung am Morgen, Mittag und Abend. Also wie reagiert die Wärmepumpe auf Wärme aus verschiedenen Richtungen, ähnlich wie in der Natur. Wir wollen wissen, wie sie im Alltag mit ganz verschiedenen Bedingungen klarkommt. Wir testen dafür nicht nur die Wärmepumpe in der Klimakammer, sondern das ganze Haus inkl. Zuleitungen und Hydraulik in einem Testfeld. Auf diesem Testfeld können wir fast jeden Haustyp in jedem Zustand und jede Einstellung abbilden, um die Funktion des gesamten Systems unter verschiedenen Bedingungen sicherzustellen." Simon Klink zeigt neben der Klimakammer auf Rohre, Leitungen, hydraulische Elemente und Inneneinheiten von Wärmepumpen, wie man sie aus einem Heizungsraum kennt: "Die Häuser da draußen sind ja so individuell, wie die Menschen, die in ihnen wohnen. Wir können hier zum Beispiel die Funktion einer Wärmepumpe in verschiedenen Bestandsgebäuden als Wärmepumpen-Hybrid, also die Kombination einer Wärmepumpen Außeneinheit und einer Gasheizung, die die Aufgabe der Inneneinheit übernimmt, nachstellen und dann die Arbeitsweise der Wärmepumpe ganzjährig in den verschiedenen Haustypen prüfen. Installateure und Kunden müssen sich darauf verlassen können, dass die Wärmepumpe im vorgesehenen Einsatz funktioniert. Das haben wir hier in Wernau dann alles vorher schon einmal getestet. Trotzdem haben wir draußen vor der Halle und bei Feldversuchen auch echte Anlagen stehen und bestätigen unter realen Bedingungen unsere Ergebnisse."
Automatisieren, trainieren, optimieren
Die zahlreichen Messungen erfolgen weitgehend automatisiert, um sicherzustellen, dass alle Daten zuverlässig erfasst und ausgewertet werden können. Ralf Fischer erläutert den Prozess: "Schon bei der Planung unseres Labors war klar, dass wir einen sehr hohen Automatisierungsgrad bei unseren Testfeldern haben werden. Die Einstellungen, der Aufbau und das erwartbare Ergebnis sind bei jedem Test klar definiert. So erfahren wir sehr schnell, wenn etwas nicht wie gewünscht läuft, und können sofort Schlüsse daraus ziehen und gegebenenfalls eingreifen und Einstellungen verändern. Es sind sehr viele Daten, die wir bei einem Test bekommen. Dank der Automatisierung können wir die Daten zügig auswerten und sie in den nächsten Test einfließen lassen."
Remote Services optimieren Wärmepumpen beim Kunden
Nach den Testvorgängen und der Optimierung der Testprobanden unter allen erdenklichen Testszenarien ist die Arbeit der Entwickler noch nicht zu Ende. Auch Wärmepumpen, die schon am Markt sind, werden beobachtet und können vom Fachinstallateur nach Datenauswertung weiter im Einsatz optimiert werden. Simon Klink erklärt den Prozess: "Wir betreiben diesen Aufwand, um direkt verwertbare Erkenntnisse zu gewinnen, die uns, den Installateuren und damit den Kunden helfen. Dadurch verstehen wir, wie Wärmepumpe und System in allen Szenarien funktionieren und wo Optimierungen notwendig sein können. Und wenn eine Wärmepumpe auf dem Markt ist, haben wir mit unserem „Check it“-Service einen Dienst entwickelt, mit dem der Installateur vor Ort die Einstellungen des Systems beim Kunden bestätigen oder gegebenenfalls optimieren kann. Wir analysieren laufende Installationen und wissen, ob die Anlage optimal läuft." Die Wärmepumpe ist für die meisten Anwendungen in Neu- und Altbauten bereits heute geeignet und wird kontinuierlich optimiert und umfassend getestet. In Fällen, in denen die Wärmepumpe allein nicht ausreicht, bieten Wärmepumpen-Hybride eine überzeugende Lösung, um den Großteil der benötigten Wärme über das Jahr CO₂-neutral zu erzeugen.
