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- Das von Hafner-Muschler übernommene thermeco<sub>2</sub>-Programm umfasst CO<sub>2</sub>-Hochtemperatur-Wärmepumpen, -Kältemaschinen und -Druckluft-Kältetrockner im Leistungsbereich 132 kW bis rund 1,5 MW.
- Die für den industriellen Einsatz und die Gebäudetechnik entwickelten Maschinen arbeiten besonders effizient bei hohen Temperaturhüben und erreichen Vorlauftemperaturen bis 110 °C.
- Zukunftspotenziale bietet das thermeco<sub>2</sub>-Programm neben der Abwärmeverwertung in Verbindung mit Speicherkonzepten (netzdienlicher Betrieb), bei der Sektorkopplung und der Nutzwärmeerzeugung für Nahwärmenetze.
Mit der Übernahme des als sehr inno-
vativ geltenden thermeco2-Programms von Dürr thermea erweitert Hafner-Muschler sein Produktportfolio. Unter dem Markennamen thermeco2 wurden CO2-Hochtemperatur-Wärmepumpen, CO2-Kältemaschinen und CO2-Druckluft-Kältetrockner für den industriellen Einsatz und die Gebäudetechnik entwickelt und vertrieben: Als weltweit einziges Unternehmen konnte Dürr thermea eine vollständige Hochtemperatur-Wärmepumpenbaureihe mit CO2 als Kältemittel in fünf Leistungsgrößen zwischen 132 kW und über 1,5 MW anbieten. Je nach Leistungsgröße werden bis zu acht Hubkolbenverdichter pro Maschine eingesetzt.
Wachsender Markt
Mit der Übernahme von Produktion und Vertrieb des thermeco2-Sortiments auf der Basis des natürlichen, nicht brennbaren und weitgehend ungiftigen Kältemittels Kohlendioxid (CO2, R744) festigt Hafner-Muschler seine Position im Bereich Hochtemperatur-Großwärmepumpen für den industriellen Einsatz. Ideal für die Kälteerzeugung mit dem Kältemittel R744 sind Prozesse, für die einerseits Kühlung und andererseits Wärmeenergie auf einem Temperaturniveau von über 75 °C erforderlich ist.
Typische Anwendungen finden sich in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise bei der Fleisch- und Wurstverarbeitung, in der Milchwirtschaft und bei der Käseherstellung. Durch gleichzeitiges Kühlen und Heizen mit einer CO2-Wärmepumpe werden Gesamtleistungszahlen (COP) von bis zu 5 kWth/kWel erreicht.
Besonders wirkungsvoll arbeitet das Kältemittel R744 bei hohen Temperaturhüben. Niedrige Heizungsrücklauftemperaturen sorgen beim transkritischen CO2-Kreisprozess für einen geringeren Energieverlust als bei herkömmlichen Wärmepumpen mit unterkritischem Kreisprozess. Mit CO2-Wärmepumpen sind so Nutztemperaturen von bis zu 110 °C ohne Leistungsminderung erreichbar. Dies eröffnet Anwendungen im Heizungsbereich, bei der Wärmeversorgung in kommunalen und industriellen Wärmenetzen sowie in der Trocknungstechnik. Besonders wirtschaftlich sind Lösungen mit natürlichen Wärmequellen, wie Prozessabwärme, Grubenwasser, Abwasser, industrielles Kühlwasser oder Abwärme aus Rechenzentren.
Prozesswärme aus Drucklufttrocknung
Eine Besonderheit des thermeco2-Programms ist der ebenfalls mit R744 betriebene Druckluft-Kältetrockner zur umweltfreundlichen Aufbereitung großer Mengen an Druckluft, wie sie insbesondere in der Automobilindustrie und im Maschinenbau benötigt werden. Je nach geforderter Trocknungsklasse wird die Luft bis zum jeweiligen Drucktaupunkt abgekühlt und damit getrocknet, beispielsweise auf + 3 °C bei der am häufigsten geforderten Trocknungsklasse 4. Der Vorteil liegt darin, dass auf der warmen Seite des Prozesses gleichzeitig Heiz- oder Prozesswärme von bis zu 90 °C erzeugt wird.
Energiequelle mit Zukunftspotenzial
Die Kälte-Wärme-Kopplung mittels Wärmepumpe in Verbindung mit Speicherkonzepten, beispielsweise Eisspeichern, erleichtert außerdem die netzdienliche Betriebsweise (Abschalten bei Strommangel, Zuschalten bei Stromüberschuss) sowie die Sektorkopplung mit Stromquellen aus erneuerbaren Energien. Durch entsprechende Tarifanreize lassen sich daraus wirtschaftlich interessante Geschäftsmodelle und Lösungen für die Wärmewende entwickeln.
Fachleute schätzen das Potenzial für Wärmepumpenanwendungen in der Industrie in Deutschland als „riesig“ ein. In der Studie „Integrierte Wärme- und Kältenutzung mit Wärmepumpen in Industrie und Gewerbe“ des Instituts für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER), Universität Stuttgart, wird das technische Potenzial an Industriewärme über 100 °C auf 437 PJ geschätzt, das sind 23 % des industriellen Bedarfs (Stand 2012). Zukünftig könnte das Potenzial für Industriewärme bis 140 °C sogar bei 611 PJ liegen, so das Ergebnis der IER-Studie. Allerdings seien nur etwa 4 bis 8 % des industriellen Wärmebedarfs mittels Wärmepumpe praktisch realisierbar.
Abwärmeverwertung und Nahwärme
Hafner-Muschler-Geschäftsführer Fritz Nüßle sieht im aktuellen Umbau der Energiewirtschaft von der Strom- zur Wärmewende eine steigende Nachfrage nach Groß- bzw. Industriewärmepumpen im Hochtemperaturbereich. „Die industrielle Abwärmeverwertung ist eine bisher wenig beachtete Energiequelle mit hohem Entwicklungspotenzial. Große Mengen bisher ungenutzter Abwärmeenergie kann zum Beispiel mit Hochtemperatur-Wärmepumpen äußerst wirtschaftlich auf ein für industrielle Prozesse nutzbares Temperaturniveau angehoben werden.“
Auch für den Einsatz in Nahwärmenetzen werden Hochtemperatur-Wärmepumpen immer wichtiger. Nüßle: „Je mehr Strom aus Photovoltaik- und Windkraft-Anlagen zur Verfügung steht, desto mehr lohnt es sich auch für kommunale Netzbetreiber, Strom zur Erzeugung von Nutzwärme mittels Wärmepumpen zu verwerten, eine meiner Meinung nach äußerst sinnvolle Lösung. Mit fossilen Brennstoffen betriebene, im Sommer meistens nicht ausgelastete Heizkraftwerke können in vielen Fällen abgeschaltet werden. Erste Anfragen dazu liegen uns bereits vor.“
Hafner-Muschler Kälte- und Klimatechnik ist seit 90 Jahren in den Bereichen industrielle Kältetechnik und Gewerbekühlanlagen tätig. 2016 erwirtschaftete das Unternehmen mit 105 Mitarbeitern einen Umsatz von rund 18 Mio. Euro.
Kontakt zum Anbieter
Hafner-Muschler
72336 Balingen
Telefon (0 74 33) 9 69 20
2 Lange Zeit wurden im Schlachthof Zürich Wärme und Kälte für den Schlachthofbetrieb getrennt erzeugt. Seit 2013 produzieren drei thermeco 2 -Hochtemperatur-Wärmepumpen aus der Niedertemperatur-Abwärme von NH 3 -Kältemaschinen und aus der Drucklufterzeugung (Gesamtleistung 800 kW) Wärmeenergie mit Temperaturen von bis zu 90 °C für die Trinkwassererwärmung, die Raumheizung und die Vorerwärmung von Speisewasser. Ziel war die Vermeidung von fossilen Brennstoffen, von CO 2 -Emissionen sowie die Reduzierung des Energieverbrauchs.
