Analyse des Wärmepumpeneinsatzes am Beispiel der industriellen Papiertrocknung

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelEingeladen

Abstract

Die Reduktion der Nutzung fossiler Energieträger durch regenerative Dampferzeugung zur Wärmebereitstellung in der Industrie ist v.a. für Wärmesenkentemperaturen bis 150 °C sinnvoll. Aus diesem Grund wuchs in den vergangenen Jahren das Portfolio der Wärmepumpenhersteller bis zu diesem Temperaturbereich [1]. Trocknungsprozesse stellen dabei einen wichtigen Anwendungsfall dar, da die anfallende Abwärme als Abluft noch einen hohen Energieanteil in Form von Dampf enthält. Der vorliegende Artikel zeigt am Beispiel der Papiertrocknung, dass eine Dampferzeugung mittels Wärmepumpe nicht nur von den wirtschaftlichen Randbedingungen, wie z.B. dem Verhältnis von Strom- zu Gaskosten abhängt, sondern auch von der zu erreichenden Sattdampftemperatur und dem in der feuchten Abluft enthaltenen Luftanteil. So lässt sich bspw. die Wärme der feuchten Abluft aktueller Papiertrocknungsprozesse mit einem Trockenluftanteil von 86.8 % (entspricht einer Taupunkttemperatur von ca. 60 °C) in Deutschland nur wirtschaftlich bis zu Dampftemperaturen von 111 °C nutzen. Um Dampftemperaturen bis 150 °C bereitstellen zu können, muss der Trockenluftanteil auf 24 % reduziert werden. Dabei wird neben Hochtemperaturwärmepumpen auch der Einsatz von Dampfverdichtern denkbar.

Details

OriginalspracheDeutsch
Seiten (von - bis)35-41
Seitenumfang6
FachzeitschriftKI - Kälte, Luft, Klimatechnik : Ingenieurwissen in Forschung und Praxis
Jahrgang2025
Ausgabenummer08-09
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2025
Peer-Review-StatusNein

Externe IDs

ORCID /0000-0003-3031-9138/work/207304616
ORCID /0009-0001-6655-6656/work/207308121
ORCID /0009-0009-4242-0760/work/207309871

Schlagworte

Schlagwörter

  • Hochtemperaturwärmepumpen, Dampferzeugung, Luftanteil, Nomogramm