BRIDGE Projekt: Hocheffiziente Hochtemperatur-Wärmepumpen mit Temperaturgleit

Industrielle Prozesse mit Temperaturen der Wärmesenke bis zu 200 °C benötigen allein in der Schweiz rund 33 PJ Wärme pro Jahr. Das sind über 50% der Wärme, die von der Industrie insgesamt benötigt wird. Heute stellen diese Hochtemperaturwärme in der Regel Brenner bereit, welche fossiles, teures und unter Umständen limitiertes Gas verbrennen. Den assoziierten CO2-Ausstoß durch Gasverbrennung könnten Wärmepumpen je nach COP um 75% bis 85% reduzieren, beim Einsatz CO2-neutralen Stroms sogar um 100%. Entsprechende Wärmepumpen sind aber noch nicht verfügbar. Zentral bei der Markteinführung ist, dass verschiedene Industrieprozesse gänzlich andere Anforderungen an Wärmepumpen stellen. Dies hat bisher den Absatz von industriellen Wärmepumpen weit hinter dem von Wärmepumpen zur Gebäudeheizung zurückstehen lassen.

Ziel und Idee

Im BRIDGE Projekt sollen hohe Leistungszahlen bei bisher nicht erreichten Wärmesenkentemperaturen erreicht werden. Die hohen Temperaturen aber auch die ungewöhnlich starken Temperaturänderungen der Wärmesenke- und Quelle bei solchen Prozessen verlangen Kältemittel und Prozesse für spezifische industrielle Prozesse zu designen. Nur so können Leistungszahlen erreicht werden, welche die Einführung der Wärmepumpen wirtschaftlich rentabel machen. Im Projekt werden daher Kältemittelgemische und Kälteprozesse optimiert und im grossen Massstab experimentell getestet. Die Evaluation von Kältemitteln deckt dabei Zeotrope Gemische sowohl als auch den transkritischen Betrieb von Kälteanlagen ab.

Einbettung in andere Projekte

Das Institut für Energiesysteme hat ein grosses Sortiment an Wärmepumpenprojekten erfolgreich abgeschlossen bzw. aktuell im Portfolio. Das BRIDGE Projekt nimmt hier eine zentrale Kopplungsrolle ein und wird mit dem eingerichteten Kompetenzzentrum auf viele Jahre für andere Projekte wertvoll sein.

Projektpartner und Koordinator

Prof. André Bardow, ETH Zürich, Energy and Process Systems Engineering (EPSE)
EPSE Kontakt: Dr. Dennis Roskosch

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