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Das Projekt wurde im Rahmen der Zusammenarbeit im internationalen Projekt „Annex 48: Industrial Heat Pumps, Second Phase“ des Technology Collaboration Programms on Heat Pumping Technologies der Internationalen Energie Agentur (IEA HPT TCP) erarbeitet. Der „Annex 48“ hat das Ziel bestehende Marktbarrieren für industrielle Wärmepumpen aufzuzeigen und zu überwinden. Neben der Informationsvermittlung über Hochtemperatur-Wärmepumpen wurden erfolgreiche Anwendung von industriellen Wärmepumpen in der Schweiz untersucht. Dabei wurden 25 Fallstudien aus der Industrie, im Bereich Fernwärme und von grossen Gebäuden aufgearbeitet und in einem Bericht zusammengestellt.
Die meisten Fallstudien stammen aus der Lebensmittelindustrie, in der Wärmepumpen zur Erzeugung von Warmwasser, Heißluft oder Prozesswärme eingesetzt werden. Beispiele fu¨r die Herstellung von Schokolade, Käse, Essig, Gemüse, Fertiggerichten oder Fleisch werden beschrieben. Einige Fallstudien stammen aus der metallverarbeitenden Industrie sowie aus Kläranlagen und Thermalbädern.
Die Wärmerückgewinnung aus Kälteanlagen ist eine wichtige Wärmequelle und wird in mehreren Beispielen angewendet. Darüber hinaus wird oft gleichzeitig geheizt und gekühlt, so dass beide Seiten der Wärmepumpe zur Erhöhung des gesamten COP genutzt werden. Die berichteten COPs im Heizungsfall liegen im Bereich von etwa 2,8 bis 7,1 (Durchschnitt 4,0 bei 50 K Temperaturhub). Höchste Wärmevorlauftemperaturen von über 90 °C werden in einer Käsefabrik und einem Schlachthof durch Wärmepumpen bereitgestellt.
Potenzielle industrielle Anwendungen sind die Heißlufterzeugung und Luftvorwärmung für Trocknungsprozesse (d.h. Holz, Papier, Klärschlamm, Stärke, Ziegel und Heimtiernahrung) durch Abwärmenutzung und die Prozessdampferzeugung zur Sterilisation und Pasteurisation von Lebensmitteln (z.B. Milch) mit Ku¨hlwasser oder feuchter Abluft. Um das große Prozesswärmepotenzial der Industrie weiter zu nutzen, ist eine zunehmende Integration von Hochtemperatur-Wärmepumpen notwendig. Einige Fallstudien zeigen, dass der Austausch von Gas- und Ölkesseln durch Wärmepumpen die CO2-Emissionen um 30 bis 40 % reduzieren und entsprechend große Mengen an fossilen Brennstoffen einspart.
Wärmepumpen mit grosser Heizleistung spielen eine wichtige Rolle in Fernwärmenetzen zur Warmwasserbereitung und Raumheizung. Als Wärmequellen werden Grundwasser, Seewasser oder Flusswasser, Luft, Geothermie, aber auch Abwärme aus nahe gelegenen Industrieanlagen genutzt.
Insgesamt haben die vorgestellten Fallstudien ein hohes Multiplikationspotenzial, da ihre Integrationslösungen auf andere Prozesse und Branchen mit ähnlichen Heiz- und Kühlsituationen übertragen werden können.