Forschung und Entwicklung

Entwicklung eines Arbeitsfluids für Hochtemperaturwärmepumpen

In vielen industriellen Prozessen wird Wärme bei hohen Temperaturen von 90 °C bis über 120 °C benötigt. Diese wird in erster Linie für die Erzeugung von Heißwasser oder Niederdruckdampf eingesetzt. Aufgrund der besonderen technischen Gegebenheiten in Wärmepumpen für hohe Temperaturen ist auf diesen Gebieten nur der Einsatz von Kältemitteln mit niedrigen Drücken und hohen kritischen Temperaturen möglich. Dafür stand in der Vergangenheit das FCKW-Kältemittel R114 zur Verfügung. Seine übergangsweise Ablösung durch das H-FCKW R124 war zeitlich begrenzt, so das eine längerfristige Lösung durch ein H-FKW-Kältemittel dringend erforderlich wurde.

Zusammen mit den Forschungspartnern, der Solvay Fluor GmbH, Hannover, und dem Institut für Thermodynamik der Helmut Schmidt Universität/ Universität der Bundeswehr Hamburg, sowie den Industriepartnern Schwier Kälte-Klima-Elektrotechnik, Barenburg, und P. Comte Galvanotechnik GmbH & CO. KG, Sulingen, wurde nach einem Kältemittelgemisch als Ersatzstoff gesucht. Als günstig konnte sich hierbei die Wahl des zeotropen Kältemittelgemisches R365mfc/R227ea erweisen, da die Verdampfung und Kondensation bei gleitenden Temperaturen der gleitenden Abkühlung der Wärmequelle bzw. der gleitenden Erwärmung der Wärmesenke angepasst werden konnte, wodurch sich energetische Vorteile für die Verwendung in Wärmepumpen ergäben, welche Stoffströme erwärmen bzw. abkühlen.
Nach Untersuchungen der thermo-physikalischen Eigenschaften, chemischthermischen Untersuchungen sowie Maschinenversuchen wurde eine Feldtestanlage als Hochtemperatur-Wärmepumpe in industrieller Anwendung konstruiert, installiert, in Betrieb genommen und vermessen.

Feldtest

Der Bau der Hochtemperatur-Wärmepumpe erfolgte durch die Fa. Schwier. Die Installation der Anlage vor Ort und die Einbindung in das hydraulische System war dann Aufgabe der Fa. Comte zusammen und der Fa. Schwier.