Verbundvorhaben: WinPro; Integration geschlossener Wärmepumpen in Prozesse der chemischen Industrie - Reduzierung des Primärenergieeinsatzes durch systematische Elektrifizierung von Abwärmeströmen - Teilprojekt: Skalierung und Integration
Zeitraum
2024-05-01 – 2027-04-30
Bewilligte Summe
188.343,27 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN2115D
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Maschinenbau, Fahrzeugbau, Elektrotechnik, Feinmechanik, Optik, EBM-Waren [EA3250]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
Im Rahmen dieses Vorhabens wird eine systematische Methode zur Integration von Wärmepumpen und Dampfverdichtern in Produktionskonzepte der chemischen Industrie entwickelt. Ziel ist es, die Nutzung von vorhandener Abwärme unter Einsatz von regenerativem Strom effizient in zukünftige Planungsprozesse einbeziehen zu können. Um dies zu erreichen und eine breite Basis für das Ableiten von Heuristiken zu etablieren, werden unterschiedliche Skalen in Bezug auf die Produktionsprozesse untersucht; diese beinhalten sowohl Multi-Purpose Anlagen als auch integrierte, kontinuierliche Anlagen an großen Verbundstandorten. Ergänzt wird das Vorhaben durch die Erprobung einer Hochtemperatur-Wärmepumpe (HT-WP) im Labormaßstab unter realistischen Randbedingungen der chemischen Industrie (z. B. Temperaturhübe, Quellen- und Senkentemperatur, Teillastverhalten). Basierend auf den mit Hilfe von Simulation und Experimenten gewonnen Erkenntnisse wird eine Skalierung dieser in die relevanten industriellen Maßstäbe vorgenommen. Für die tatsächliche Integration der HT-WP werden geeignete Integrationskonzepte erarbeitet, die neben der im Detail experimentell untersuchten Technologie auch alternative Wärmepumpenkonzepte sowie Arbeitsmedien berücksichtigt. Ziel der Erarbeitung dieser Integrationskonzepte ist die Standardisierung eines durchlaufenden Planungsprozesses, wodurch für zukünftige Umsetzungsprojekte einheitliche und transparente Kriterien für die Projektabwicklung zur Verfügung stehen. Des Weiteren wird eine Konzeptstudie für eine Package Unit einer für die chemische Industrie relevanten HT-WP durchgeführt. Unter Berücksichtigung der Integrationskonzepte und der abgeleiteten Verschaltungsvarianten in den Produktionskonzepten wird eine Methode zur schnellen Entscheidungsunterstützung basierend auf mehrkriterieller Bewertung entwickelt. Flankiert wird das Vorhaben durch die durchgehende Pflege einer Technologie- und Projektdatenbank, die online öffentlich zugänglich gemacht wird.