Erschließung neuartiger Abwärmequellen durch eine HT-Wärmepumpe

Die Stadtwerke Neuburg betreiben ein BHKW, dessen Abwärme in ein Niedrigtemperaturwärmenetz mit Vor- und Rücklauftemperaturen von 86 °C / 70 °C eingespeist wird. Dieses Wärmenetz versorgt in den kalten Monaten eine Bundeswehrkaserne und industriell genutzte Gebäude mit Heizungswärme. In den Sommermonaten wird das BHKW mangels einer geeigneten Wärmesenke nicht betrieben. Parallel dazu trocknet eine nahegelegene Mälzerei ihr Hauptprodukt Malz bei einer Temperatur von über 100 °C. Die Wärme hierfür stammt aus einem betriebseigenen Heißwassernetzwerk auf einem Temperaturniveau von 125 °C, welches Heißwasser aus einem erdgasbefeuertem Kessel bezieht.

Die AGO GmbH Energie + Anlagen (AGO) und GEA Refrigeration Germany GmbH (GEA) haben gemeinsam eine Hochtemperaturwärmepumpe im Industriemaßstab für das Endtemperaturniveau 90-150 °C entwickelt. Die entwickelten Wärmepumpen erreichen Heizleistungen von ca. 0,5 bis 10 MW und werden mit Wasser und Ammoniak betrieben. Da die Wärmepumpen ein Temperaturniveau von bis zu 150 °C erreichen können, ist es möglich, Abwärme geringerer Temperatur auf ein für Nah- und Fernwärme ausreichend hohes Temperaturniveau anzuheben. Im Anwendungsbeispiel ist die Wärmequelle für die Wärmepumpe das mit dem BHKW beheizte Niedertemperaturwärmenetz der Stadtwerke Neuburg. Als Wärmesenke dient das bestehende Heißwassernetz der Mälzerei. Die Wärmepumpe erhöht das Temperaturniveau der BHKW-Abwärme von 86 °C Vorlauftemperatur auf 125 °C; insgesamt werden dadurch jährlich 6.600 MWh Erdgas eingespart. Für das Betreiben der Wärmepumpe werden dafür jährlich 1.500 MWh Strom benötigt.

In Zukunft soll als Wärmequelle für die Wärmepumpe anstatt des BHKWs Abwärme aus der Glasindustrie dienen. Weitere mögliche Anwendungen sind alle Industrieprozesse, in denen Abwärme auf einem für Fernwärme zu niedrigen Temperaturniveau anfällt.