Um Leistung, Sicherheit und Normenkonformität sicherzustellen, müssen Wärmepumpen unter standardisierten Bedingungen gründlich getestet werden. Das AVL ThermalLab™ bietet eine hochmoderne Testumgebung, die reale Betriebsbedingungen nachbildet, Hardware-in-the-Loop (HiL)-Simulation ermöglicht und modulare Subsystemtests erlaubt – ideal für die Validierung von Wärmepumpensystemen nach europäischen Standards.
- 09.09.2025
- European Heat Pump Summit
Einsatz des AVL ThermalLab™ für die Prüfung industrieller Wärmepumpen nach europäischen Normen
Mit der steigenden Nachfrage nach effizienten und nachhaltigen Heizlösungen rücken industrielle Wärmepumpen in den Mittelpunkt der Dekarbonisierung thermischer Energiesysteme.
AVL ThermalLab™
Das AVL ThermalLab™ ist eine hochentwickelte Prüfeinrichtung zur Beschleunigung der Entwicklung von Thermalmanagementsystemen. Dieses Paper beschreibt die technischen Fähigkeiten, die Integration in die Automatisierungsplattform AVL PUMA 2™ sowie Praxisbeispiele und Einblicke auf Komponentenebene, einschließlich des Einsatzes der Systeme AVL ConsysCool Dynamic und AVL ConsysActive.
Das AVL ThermalLab™ bietet:
- Dynamische Konditionierungssysteme für Luft, Wasser und Sole
- Klimakammern zur Simulation von Umgebungstemperaturen von −40 °C bis +95 °C
- HiL-Simulation für komplette Thermomanagementsysteme oder Komponententests
- Modulare Testaufbauten für die flexible Integration von Wärmepumpeneinheiten
- Wegfall physischer Prototypen, was Kosten und Entwicklungszeit reduziert
Ursprünglich für die Automobilindustrie entwickelt, kann das AVL ThermalLab™ zusammen mit den zugehörigen AVL-Testtechnologien auch für eine Vielzahl industrieller und häuslicher Wärmepumpentypen eingesetzt werden. Dadurch bietet es ein hohes Maß an Flexibilität für Forschung, Validierung und Zertifizierung. Zu den unterstützten Wärmepumpentypen zählen unter anderem:
- Luft-Luft-Wärmepumpen
- Luft-Wasser-Wärmepumpen
- Wasser-Wasser- bzw. Sole-Wasser-Wärmepumpen
- Gasbetriebene Sorptionswärmepumpen
- Hybride Wärmepumpen
- Wärmepumpen für Trinkwarmwasser (DHW)
- Reversible Wärmepumpen (Heizen & Kühlen)
Zentrale Bestandteile des AVL ThermalLab™
AVL ConsysCool Dynamic
Das AVL ConsysCool Dynamic ist ein leistungsstarkes Kühlmittel-Konditionierungssystem für dynamische Thermaltests.
Hauptmerkmale:
- Extrem schnelle Reaktionszeit von bis zu 6 K/s
- Leistungsbereich von 20 kW bis 60 kW, Spitzenleistung 120 kW
- Betriebstemperaturbereich: −25 °C bis 120 °C
- HiL-Integration zur Echtzeitsimulation von Kältekreisläufen, E-Motoren, Invertern und Batterien
Damit lassen sich schnelle thermische Übergänge präzise steuern und das Verhalten von Komponenten unter extremen Bedingungen validieren.
Das AVL ConsysActive Monoblock ist eine kompakte, integrierte Klimaeinheit zur Umgebungs-konditionierung auf Prüfständen. Es bietet:
- Fortschrittliche Kühl-, Heiz- und Befeuchtungsfunktionen
- Vereinfachte Installation und Inbetriebnahme
- Energieeffizienten Betrieb mit Kältemitteln mit niedrigem Treibhauspotenzial (GWP)
- CO₂-kompatible Versionen für nachhaltiges Testen
So gewährleistet ConsysActive stabile und reproduzierbare Umgebungsbedingungen – entscheidend für die Prüfung von Batterien, Brennstoffzellen und HVAC-Systemen unter realitätsnahen Bedingungen.
Umweltsimulation
Klimakammern: Simulation extremer Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen für Thermalsysteme, Batterien, Brennstoffzellen und E-Motoren.
Integration mit AVL PUMA 2™
Das AVL ThermalLab™ wird von PUMA 2™ betrieben und bietet:
- Vordefinierte Konfiguration und Fernzugriff
- Echtzeit-Monitoring und KI-gestützte Diagnosen
- Skalierbare Automatisierung für unterschiedliche Testumgebungen
Normenspezifische Testanwendungen
EN 14511 – Leistungsprüfung elektrisch betriebener Wärmepumpen
AVL ThermalLab™ unterstützt:
- Prüfungen unter definierten Bedingungen für Luft-Luft-, Luft-Wasser- und Sole-Wasser-Wärmepumpen
- Messung von COP, Leistung und Energieaufnahme bei Volllast
- Einsatz konditionierter Medien zur Nachbildung von Luft-, Wasser- oder Soleumgebungen
EN 14825 – Saisonale Leistungsprüfung (SCOP)
- Die HiL-Simulation von AVL ermöglicht Teillastprüfungen in verschiedenen Klimazonen (Durchschnitt, wärmer, kälter)
- Unterstützung der BIN-Methode zur SCOP-Berechnung auf Basis von Temperaturverteilungen und Heizlastkurven
- Integration von Degradationskoeffizienten und bivalenten Temperaturparametern
EN 16147 – Prüfung von Trinkwarmwasser-Wärmepumpen (DHW)
- AVL ThermalLab™ kann Entnahmeprofile (S bis XXL) und Entnahmezyklen simulieren
- Ermöglicht die Bestimmung des COP während Heiz-, Standby- und Entnahmenphasen
- Unterstützung von Referenztemperaturprüfungen und Standby-Leistungsmessungen
EN 12309 – Gasbetriebene Sorptionswärmepumpen
- Die AVL-Konditionierungssysteme ermöglichen die Prüfung gasbetriebener Sorptionsgeräte unter saisonalen Leistungsbedingungen
- Unterstützung der Berechnung der saisonalen Effizienz für Heiz- und Kühlbetrieb
- Ermöglicht die Prüfung hybrider Systeme, die Gas- und Elektro-Wärmepumpentechnologien kombinieren
EN 13203-5 & EN 13203-6 – DHW-Leistung hybrider und sorptiver Systeme
- AVL ThermalLab™ kann den Energieverbrauch gasbetriebener Geräte in Kombination mit elektrischen oder sorptiven Wärmepumpen bewerten
- Unterstützung täglicher Lastprofile für Küche, Dusche und Bad
- Ermöglicht den Vergleich der Energieeffizienz unterschiedlicher Konfigurationen
EN 12102-1 – Akustische Prüfungen
- Die Akustikkammern und Sensoren von AVL ermöglichen Schallleistungsmessungen der Klasse A
- Entspricht den Anforderungen für Luftschallmessungen bei Heiz- und Kühleinheiten
Fallbeispiele
Batterie-Thermooptimierung für einen europäischen OEM: 12 % bessere Temperaturgleichmäßigkeit, 8 % geringerer Kühlenergieverbrauch, 6 Wochen kürzere Entwicklungszeit.
Brennstoffzellen-VTMS-Kalibrierung: Stabilere Stack-Temperatur, gesteigerter Kabinenkomfort, Vermeidung teurer Prototypzyklen.
HVAC-Systemvalidierung: Früherkennung von Kondensationsproblemen, optimierte Abtauleistung, Integration prädiktiver Steuerungsalgorithmen.
Vorteile des AVL ThermalLab™ für Wärmepumpentests
- Beschleunigte Entwicklung durch Simulation und Frontloading
- Geringere Abhängigkeit von Prototypen – spart Zeit und Kosten
- Hohe Reproduzierbarkeit und Präzision der Testbedingungen
- Flexible Integration unterschiedlicher Wärmepumpentechnologien und -konfigurationen
Fazit
Das AVL ThermalLab™ bietet eine robuste und flexible Plattform zur Prüfung industrieller Wärmepumpen gemäß europäischen Standards. Ob Leistungsvalidierung, saisonale Effizienz, Trinkwarmwasserfähigkeit oder akustische Messungen – die Technologie von AVL stellt präzise, wiederholbare und normkonforme Ergebnisse sicher. Damit wird Innovation beschleunigt und die Marktreife verkürzt.