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Interaktives Tool zur Kategorisierung von Wärmepumpentechnologien

Interaktives Tool zur Kategorisierung von Wärmepumpentechnologien

Im Rahmen des Projekts »Identifikation von industriellen Wärmepumpen für die Prozesswärme (IdWPPro)« haben die Forscher des Fraunhofer ISE zunächst verschiedene Wärmepumpentechnologien klassifiziert. Dabei wurden insbesondere der thermodynamische Kreisprozess, die eingesetzten Verdichtertechnologien und die verwendeten Kältemittel berücksichtigt. Gleichzeitig analysierte das Projektteam den Prozesswärmebedarf in unterschiedlichen Industrien. Projektleiterin Dr. Ursula Wittstadt erklärte, dass insbesondere für Prozesse, die Temperaturen zwischen 100 und 200°C erfordern, der Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen sinnvoll sein könne, vor allem wenn zugleich ein Kühlbedarf bestehe.

Auf Grundlage dieser Analyse entwickelten die Wissenschaftler ein interaktives Tool – die »Technologie-Landkarte«. Dieses stellt die verfügbaren Wärmepumpentechnologien im Hinblick auf relevante Industrieprozesse dar. Die Online-Anwendung bietet zwei Visualisierungen: Die erste zeigt die Wärmepumpentechnologien in Abhängigkeit von der Wärmeleistung und dem Temperaturbereich der Wärmesenke. Die zweite stellt die wichtigen Wirtschaftssektoren und deren benötigte Prozesstemperaturen dar. Beide Visualisierungen sind so angeordnet, dass eine einfache Zuordnung möglich ist, sodass Unternehmen die für ihre Prozesse passenden Wärmepumpen identifizieren können.

Die Plattform richtet sich an Akteure aus der Industrie und dem Gewerbe, die den klimaneutralen Umbau ihrer Wärmeversorgung vorantreiben möchten, ebenso wie an Wärmepumpenhersteller und Forschungseinrichtungen. Sie bietet einen Überblick über verschiedene Systeme, die nach Funktionsprinzip, Temperaturbereich und Leistungsbereich kategorisiert sind. Zudem können die erforderlichen Prozesstemperaturen für industrielle Prozesse wie Reinigung oder Kühlung interaktiv abgerufen werden. Weiterführende Informationen zu Kreislaufprozessen, Verdichtertechnologien und Kältemitteln sind über verlinkte Fact Sheets verfügbar.

Der Datenpool des Onlinetools wird fortlaufend erweitert. Wärmepumpenhersteller und Akteure aus der Prozessindustrie haben die Möglichkeit, ihre Daten in die Plattform einfließen zu lassen, indem sie sich mit dem Fraunhofer ISE in Verbindung setzen.

Das Projekt ist Teil des Forschungsleitthemas »Klimaneutrale Industrie«, in dessen Rahmen das Fraunhofer ISE Unternehmen bei der Umstellung auf eine CO2-neutrale Energieversorgung unterstützt. Dies umfasst ein umfassendes Portfolio an Forschungs- und Entwicklungsleistungen, die die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen fördern oder steigern können. Beispielsweise können durch Energieeinsparungen und die Nutzung von Abwärme die Betriebskosten erheblich gesenkt werden. Durch eine Energieversorgung, die auf erneuerbaren Energien basiert, können Unternehmen ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern und sowohl aktuelle als auch zukünftige regulatorische Anforderungen erfüllen.

Das Institut bietet unter anderem umfassende Prozessanalysen und -simulationen sowie die Beschreibung möglicher Transformationspfade mit verschiedenen Technologieoptionen an. Dies umfasst unter anderem die Installation von Photovoltaikanlagen zur Senkung des Strombezugs aus dem öffentlichen Netz. Zudem können Wärmepumpen oder Direktheizungen verwendet werden, um erneuerbare Prozesswärme oder -kälte zu erzeugen. Je nach Bedarf lassen sich auch Wärme- und Kältespeicher sowie Batteriespeicher vorteilhaft in das Versorgungssystem integrieren.

Für eine ganzheitliche Umsetzung von Nachhaltigkeitskonzepten berücksichtigen die Forscher auch die Rückgewinnung von Wertstoffen aus Abwässern. Diese enthalten oft nicht nur Abwärme, sondern auch wertvolle Reststoffe wie Metalle, Mineralien oder Säuren, die mit membranbasierten Anlagen wiederverwertet werden können.

Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE/ Veröffentlicht am 29.01.2025

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