IEA HPP Annex 35: Anwendungsmöglichkeiten für industrielle Wärmepumpen

Das Hauptziel des IEA HPP/IETS Annex 35/13 ist eine größere Verbreitung von Wärmepumpen in Industrie und Gewerbe.

In der Industrie fallen enorme Abwärmemengen bei unterschiedlichsten Produktionsprozessen an, welche leider meist mit zusätzlichem Aufwand „entsorgt“ werden, anstelle diese energetisch zu nutzen. Der Grund liegt i.d.R. im zu geringen Temperaturniveau der Abwärme, wodurch keine direkte Nutzung für die innerbetriebliche Wärmeversorgung möglich ist. Mittels Wärmepumpen kann das Temperaturniveau dieser Abwärmen auf ein nutzbares Niveau angehoben und zur innerbetrieblichen Wärmeversorgung anstelle von Erdgas, Öl und Kohle herangezogen werden, wie in Abbildung 1 dargestellt. Dadurch kann ein bisher brachliegendes Potenzial zur Energieversorgung der Industrie erschlossen und ein signifikanter Beitrag zur Reduktion des Verbrauchs fossiler Brennstoffe und CO2-Emissionen in einem ökologisch sehr relevanten und brisanten Sektor erreicht werden.

Während die Verkaufszahlen von Warmwasser- und Heizungswärmepumpen stetig steigen, finden Wärmepumpen in der Industrie trotz der enormen Potentiale - vor allem in Österreich –  bis dato kaum Einsatz. Eine Ursache dafür liegt maßgeblich in der relativ geringen Verbreitung sowie dem geringem Know-How über Potentiale, Technologien und Anwendungsmöglichkeiten in Österreich. Aus technischer Sicht besteht besonders der Bedarf an Wärmepumpen für höhere Nutztemperaturniveaus (> 80 °C) weiter zu entwickeln, um Abwärme für die innerbetriebliche Prozesswärmeversorgung nutzen zu können. Wärmepumpen in der Industrie sind meist „maßgeschneiderte“ Anlagen und deshalb relativ teuer, weshalb die von der Industrie i.d.R. (sehr) kurzen Amortisationszeiten nur schwer erreicht werden können. Um diese Barrieren zu überwinden, wurde im Zuge des IEA HPP Annex 35 ökologische und ökonomische Vorteile von industriellen Wärmepumpen, sowie internationale Forschungstrends und vielversprechende Anwendungsbeispiele im In- und Ausland aufgezeigt, damit sich auch diese zukunftsträchtige Technologie langfristig in Österreich etabliert.

Dazu wurde folgendes Arbeitsprogramm ausgearbeitet, an dem sich auch das österreichische Teilvorhaben stark orientierte:

• Task 1) Marktübersicht und Anwendungsbarrieren
• Task 2) Modellierung und Wirtschaftlichkeitsanalysen
• Task 3) Wärmepumpentechnologie
• Task 4) Anwendungen und Monitoring
• Task 5) Kommunikation

Durch die Teilnahme am IEA HPP Annex 35 und dem regen Wissensaustauch konnte viel Know-how rund um Hochtemperaturwärmepumpen und deren Potentiale nach Österreich transferiert werden. Dies könnte den notwendigen Anstoß geben, dass mittelfristig ein neuer Markts für die heimischen Wärmepumpenhersteller erschlossen, die Energieeffizienz in der Industrie gesteigert und die Energie-importabhängigkeit Österreichs reduziert wird.

Einsatz von Hochtemperaturwärmepumpen zur Wärmerückgewinnung in Rauchgaskondensationsanlagen

Hartl, M.; Fleckl, T.; 2014: Austrian Institute of Technology, Energy Department, Vienna, Austria; Österreichischer Beitrag zum IZW – Kurs: Wärmepumpen für die industrielle; Nürnberg, GER, Oktober 2014

IZW - Kursbeiträge auf der Chillventa-Website

Wärmepumpen für den industriellen Einsatz

Rieberer, R.; Zotter, G.; Hannl, D.; 2014: KlIEN-Sciences Brunch, Graz, 14.10.2014

Steigerung der Energieeffizienz in Österreichs Industrie durch innerbetriebliche Abwärmenutzung mittels Wärmepumpsystemen anhand zweier Beispiele

Zotter, G.; Rieberer, R.; 2014: in Proc.: Symposium Energie Innovationen 2014. Graz, 13-15.02.2014, ISBN: 978-3-85125-310-8

Dänemark, Deutschland (Operating Agent), Frankreich, Japan, Kanada, Korea, Niederlande, Österreich, Schweden

TU Graz - Institut für Wärmetechnik
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