Die heißeste Wärmepumpe der Welt

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von pv magazine International

Die unabhängige norwegische Forschungsorganisation Sintef, der norwegische Kompressorhersteller Tocircle und die Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) haben eine industrielle Hochtemperatur-Wärmepumpe entwickelt, die mit reinem Wasser als Arbeitsmedium arbeiten und eine Temperatur von bis zu 180 Grad Celsius erreichen kann. „Die Wärmepumpe eignet sich für alle Industriezweige, in denen Abwärme zur Verfügung steht und Prozessdampf benötigt wird“, erklärte Sintef-Forscher Michael Bantle auf Anfrage von pv magazine. Er wies darauf hin, dass die interessantesten Sektoren derzeit die Lebensmittel-, Chemie- und Papierindustrie sind. „Im Bereich der erneuerbaren Energien könnte die Technologie jedoch in Kombination mit thermischen Speichern auf dem Vormarsch sein.“

Die Anlage, die von der Forschungsgruppe als „heißeste Wärmepumpe der Welt“ bezeichnet wird, kann bei verschiedenen industriellen Prozessen eingesetzt werden, die auf Dampf als Energieträger angewiesen sind, und kann den Energieverbrauch einer Fabrik um 40 bis 70 Prozent senken, da sie die Rückgewinnung von Niedertemperatur-Abwärme ermöglicht, so die Entwickler. Die Wärmepumpe besteht aus einer von Tocircle entwickelten Drehschiebermaschine und einer von Sintef entwickelten Wasser- und Dampftechnologie. „Die Schaufelmaschine ist eine Art Kompressor, der mit Schaufeln ausgestattet ist, die sich so drehen, dass sie das Kompressorvolumen bei jeder Umdrehung verändern“, so Bantle weiter. „Das Geheimnis des Tocircle-Verdichters ist, dass alle beweglichen Teile, die mit dem Arbeitsmedium in Kontakt sind, mit Wasser geschmiert werden.“

Die Kombination aus Wassereinspritzung und Dampfverdichtung schmiert nicht nur den Verdichter, der sonst überhitzt würde, sondern reduziert auch die thermische Belastung des gesamten Systems. „Das bedeutet, dass wir keine Wärme mehr verschwenden müssen, sondern die erzeugte Wärme ganz für uns behalten können“, erklärt Bantle. „Das wiederum wird unsere Treibhausgasemissionen drastisch reduzieren, weil wir die überschüssige Wärme aus dem industriellen Prozess zurückhalten, in die Wärmepumpe einspeisen und so die Prozesstemperatur erhöhen können.“

Auf die Frage nach den Kosten und der Investitionsrendite (ROI) der Maschine erklärte der Forscher, dass diese von den örtlichen Energiepreisen und der Benchmark-Technologie abhängen. „Beim Benchmarking mit anderen elektrifizierten Lösungen zeigt das System im Allgemeinen eine sehr gute Investitionsrendite“, betonte Bantle. „Im Vergleich zu fossilen Technologien wird der ROI länger sein, aber das hängt wiederum stark von den lokalen Energiepreisen und möglicherweise auch von den CO2-Preisen ab.“

Das Konsortium plant, die Technologie noch in diesem Jahr auf den Markt zu bringen.

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