„nachhaltige technologien 03 | 2023"

erzeit entfallen 74 Prozent des Energieverbrauchs in Industrieunternehmen weltweit auf die Wär- meerzeugung. 90 Prozent davon werden mit fossilen Brennstoffen erzeugt. Gleichzeitig wird Abwärme in Höhe des jährlichen Energieverbrauchs Italiens in die Atmosphäre abgegeben. Das ist das größte unge- nutzte Energiepotenzial der Welt. Die Industrie steht unter Druck: Prozesswärme wird zunehmend zu einem bedeutenden Kostenfaktor durch regulatorische Einschränkungen und Tarife für CO 2 -Emissionen. Diese Maßnahmen sind Teil des Green Deal und des Fit-for-55-Pakets der Europäischen Union. Einerseits wird dadurch der Einsatz von Wär- mepumpen wirtschaftlicher, andererseits sind diese auch betroffen, insbesondere durch die Beschrän- kung der Verwendung von F-Gasen (EU-Verordnung 517/2014, Montreal-Protokoll). Alternativen kamen zuletzt dadurch in Verruf, dass sie als PFAS 1 "forever chemicals“ und damit sehr schädlich für die Umwelt sind. Weitere Regulierungen sind daher in Diskussion. Wärmepumpen mit geeigneten Kältemitteln können eine Lösung für beide Probleme sein, wenn sie in der Lage sind, vorhandene Abwärme zu nutzen. Bei nähe- rer Betrachtung wird allerdings schnell deutlich, dass Wärmepumpen in der Industrie völlig andere Anfor- derungen haben als im Wohn- und Privatbereich. So sind beispielsweise deutlich höhere Temperaturen gefordert, die Abwärme und die Ausgabetemperaturen und Leistungen können schwanken und es sind grö- ßere Temperaturhübe erforderlich. Konventionelle Wärmepumpen können die speziellen Anforderungen und regulatorischen Vorgaben nicht oder nur bis zu einem gewissen Grad erfüllen. Daher sind neue Lösungen gefragt. ecop Technologies GmbH hat nun nach intensiver Forschungs- und Ent- wicklungsarbeit (68 Patente) den 150 Jahre alten Joule-Prozess für eine völlig andere Art der Wärme- pumpe nutzbar gemacht - die Rotationswärmepumpe. Bisherige Konzepte waren daran gescheitert, dass für einen techno-ökonomisch sinnvollen Joule-Prozess eine extrem hohe Effizienz bei der Verdichtung nötig ist. Die neuartige Wärmepumpe erreicht diese, indem der gesamte Kreisprozess rotiert – daher der Name „Rotationswärmepumpe“. Der Rotor hat einen Durch- messer von ca. 2 Metern und rotiert mit bis zu 1.800 Umdrehungen pro Minute – das sorgt für enorme Fliehkräfte. Das Besondere an diesem linksdrehen- den Joule-Prozess (auch Brayton-Prozess genannt) ist, dass er ein einphasiger thermodynamischer Kreisprozess ist - das Arbeitsmedium bleibt durch- gehend gasförmig. Das hat unter anderem den zen- tralen Vorteil, dass als Arbeitsmedium anstatt eines umweltschädlichen Kältemittels ein Edelgasgemisch verwendet werden kann, das aus der Luft gewonnen wird. Es hat ein GWP (Treibhauspotenzial) von 0, ist ungiftig und unbrennbar und unterliegt daher keinen regulatorischen Beschränkungen. D Bernhard Adler Revolutionäre Wärmepumpen-Technologie für die Industrie 1 PFAS - Per- und Polyfluorierte Alkylsubstanzen Installierte Rotationswärmepumpe Foto: ecop 21 20 INTEGRATIONSVIELFALT WÄRMEPUMPE