Besitzer von Industrieanlagen können mit wenigen Klicks die richtige Hochtemperatur-Wärmepumpe für ihren Prozess finden. Das Projekt „Identifikation von industriellen Wärmepumpen für die Prozesswärme“ (IdWPPro) des Fraunhofer ISE veröffentlichte ein derartiges Online-Tool, mit dem sich dieses Ziel erreichen lässt.
Spezielle Hochtemperatur-Wärmepumpen können Prozesswärme für die Industrie erzeugen, um den Einsatz von insbesondere Erdgas zu ersetzen. Die auf dem Markt etablierten Wärmepumpen-Technologien sind dabei genauso heterogen wie die Anforderungen, die die unterschiedlichen Industriezweige stellen. Bei den Verdichtern gibt es etwa Kolben, Schrauben oder Turbos und noch einige andere Bauweisen. Somit ergeben sich unterschiedliche Temperaturen und Leistungsbereiche der Systeme.
„Gerade bei Prozessen, die Temperaturen zwischen 100 und 200 Grad Celsius benötigen, können Hochtemperatur-Wärmepumpen sinnvoll zum Einsatz kommen, insbesondere wenn gleichzeitig Kühlbedarf besteht“, sagt Projektleiterin Ursula Wittstadt.
Ein Team des Freiburger Forschungsinstituts kategorisierte bewährte Wärmepumpen-Technologien anhand der verwendeten Verdichtertechnologie, des Kältemittels und der thermodynamischen Kreisprozessen.
Eine ähnliche Kategorisierung hat das Team bei industriellen Prozessen mit Blick auf die Prozesswärmebedarfe erstellt. Erfasst wurde unter anderem die Herstellung von Möbeln, Keramik, Futtermitteln, Metallerzeugnissen oder die Tabakverarbeitung, neben einer Reihe weiterer industrieller Prozesse. Für den Industriezweig legten die Forscher einen Temperaturbereich für die Prozesswärmebedarfe fest. Dieser lässt sich dann mit den Temperaturbereichen der Wärmepumpen-Technologien vergleichen.
Die Herstellung von Gummi- und Kunststoffwaren benötigt etwa Prozesswärme im Bereich von 120 bis 250 Grad Celsius. Dieser Bereich könnte, so geht es aus dem Online-Tool hervor, relativ gut von einer Stirling-Wärmepumpe mit einem Kolbenverdichter abgedeckt werden. Das Online-Tool nennt den Nutzern auch gleich Namen von Herstellern, die solche Systeme anbieten. In diesem Fall sind es die Hersteller Enerin und Olvondo.
Die Darstellung erfolgt übersichtlich in zwei nebeneinander gestellten Grafiken. In einer Grafik zeigt das Tool die Temperaturbereiche und Wärmeleistung für die verschiedenen Wärmepumpen-Technologien an. Eine zweite Grafik zeigt verschiedene Industriebereiche und ihre spezifischen Prozesswärmebedarfe. Die zugrundeliegenden Daten sollen von dem Institut kontinuierlich erweitert werden.
Das Projekt ist Teil des Leitthemas „Klimaneutrale Industrie“, einem Forschungsschwerpunkt des Fraunhofer ISE mit dem Ziel, zur Transformation der Industrie in Richtung Klimaneutralität beizutragen und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit zu halten oder zu steigern.
Das Tool finden Sie hier.
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