Mikroprojekt: HT-H2O-WP - Konstruktion einer Hochtemperatur-H2O-Wärmepumpe (HT-H2O-WP)
Zeitraum
2023-04-01 – 2023-09-30
Bewilligte Summe
98.691,60 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ENM0020
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Wärmepumpen, Kältemittel [EA3202]
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Im Zuge der Energiewende rücken Hochtemperatur-Wärmepumpen in den Fokus der Prozesswärmeerzeugung, beispielsweise für industrielle Trocknungsprozesse mit teilweise mehreren MW Heizleistung auf einem mittleren bis hohen Temperaturniveau zwischen 100°C bis über 200°C. Da diese Temperaturen bisher meist durch Verbrennungsprozesse von kohlenstoffbasierten Brennstoffen erzeugt werden, gehören Trocknungsprozesse zu den größten THG-Emittenten des Industriesektors. Gemäß EU Green Deal ist Prozesswärme in der Industrie für den mittleren Temperaturbereich bis 200°C ab 2027 ohne Verwendung von fossilen Brennstoffen zu erzeugen. Derzeit fehlen für diesen Temperaturbereich jedoch ausreichend leistungsfähige und marktreife Wärmepumpentechnologien . Mit dem Projekt soll eine erste Baureihe der bereits im Wirkprinzip konzipierten Lübbers HT-H2O-WP® zur energieeffizienten Reduzierung des Primärenergieeinsatzes (PEE) zur Marktreife weiterentwickelt werden und die Elektrifizierung von Prozesswärme im mittleren Temperaturbereich ermöglichen. Gleichzeitig wird die Nachrüstbarkeit von bestehenden und bereits dampfbeheizten Industrieprozessen dahingehend entwickelt, dass das Kreisprozessfluid Wasserdampf direkt an bestehende Dampf-Wärmeübertrager angeschlossen werden kann. Das vorliegende Mikroprojekt verfolgt das Ziel, im Q4 2023 einen Zugang zur Nutzung großer Energiespar- und Effizienzerhöhungspotenziale in Trocknungsprozessen durch die Bereitstellung einer industriellen Hochtemperatur-H20-Wärmepumpe zu schaffen. Der im Rahmen dieses Projektes zu fördernde Wärmepumpenprozess mit H2O als Kreisprozessfluid kann das in der Industrie weitläufig übliche Abwärme-Temperaturniveau von etwa 45-80°C um einen Temperaturhub von über 150-200 K zu Prozesswärme von etwa 200-250°C aufwerten. Die erreichbaren Leistungsziffern liegen je nach Konfiguration und Temperaturhub zwischen COP 2 bis 6.