(Foto: EPFL - Alain Herzog)

Anna Wallerand

Dr. Anna Wallerand, Wissenschaftlerin am Institut für Industrieprozesse und Energiesysteme (IPESE) der EPFL. (Foto: EPFL)

EPFL entwickelt Planungstool für industrielle Wärmepumpen

Ein Software-Werkzeug optimiert die Planung industrieller Wärmepumpen. Damit kann der Kostenaufwand zwischen 5 und 30 Prozent gesenkt werden.

Das NTB-Forschungsprojekt ‹Industrial Heat Pumps in Switzerland – Application Potentials and Case Studies› ist Teil eines internationalen Forschungsprogramms der Internationalen Energieagentur (IEA) zu industriellen Wärmepumpen (bekannt als ‹Annex 48: Industrial Heat Pumps›). Zum gleichen Forschungsprogramm gehört ein zweites Schweizer Projekt unter dem Titel ‹Integrated industrial heat pump systems›, das Forscherinnen und Forscher der École Polytechnique Fédéral de Lausanne (EPFL) durchgeführt haben.

Aus dieser ebenfalls vor kurzem abgeschlossenen Studie ist ein Software-Werkzeug hervorgegangen, das die Planung von industriellen Wärmepumpen optimiert. Das Tool erlaube «eine optimale Auslegung von industriellen Wärmepumpen», sagt Studien-Hauptautorin Dr. Anna Wallerand. «Unsere Software ermittelt für den konkreten Anwendungsfall Planungsgrössen wie Leistung und Temperaturhub, zeigt den optimalen Aufbau mehrstufiger Wärmepumpen einschliesslich der zugehörigen Temperaturniveaus, und es schlägt dem Planer geeignete Kühlmittel und Kompressoren vor.»

Mit dem Werkzeug kann die Integration von Wärmepumpen verbessert werden, was nach Auskunft der Forscherin den Kostenaufwand um 5 bis 30 Prozent senken kann. Es kann auch vermieden werden, dass Wärmepumpen falsch eingesetzt werden; dass sie zum Beispiel Abwärme nutzen, die unter energetischen Gesichtspunkten besser direkt (und damit ohne Einsatz einer Wärmepumpe) im Produktionsprozess herangezogen würde (z.B. über einen Wärmetauscher).

Grundlage für den Einsatz des Tools ist eine Pinch-Analyse, welche alle Energieflüsse der involvierten Prozesse nachzeichnet und damit den idealen Integrationspunkt der Wärmepumpe identifiziert. Für die Pinch-Analyse steht marktreife Software zur Verfügung. Das Software-Tool der EPFL, mit dem darüber hinaus die geeignete Wärmepumpe konfiguriert wird, ist bisher noch ein akademisches Forschungsergebnis. Bis Wärmepumpen-Planer es nutzen können, muss die Benutzerfreundlichkeit verbessert werden.

* Benedikt Vogel, Fachjournalist im Auftrag des Bundesamtes für Energie