SPIRIT
Das Akronym SPIRIT steht für "Implementation of sustainable heat upgrade technologies for industry". Dahinter steht ein Konsortium bestehend aus 17 Partnern, u. A. drei Forschungseinrichtungen (eines davon das DLR). Ziel des durch die EU geförderten Projektes ist die Demonstration eines stabilen und sicheren Betriebes von drei vollwertigen Hochtemperaturwärmepumpen in einer Zuckerfabrik, einer Verarbeitungsfabrik für Garnelen sowie einer Papierfabrik.
Die Auslegung sowie der Bau der Wärmepumpen erfolgt durch drei Hersteller unter Berücksichtigung der Prozesstemperatur (139°C, 143°C and 157°C) im jeweiligen Industrieprozesses. Hierdurch wird nicht nur die Machbarkeit im Allgemeinen, sondern vor allem die Integration der Wärmepumpe in den Produktionsprozess ohne dessen Unterbrechung, demonstriert. Anhand dieser Demonstrationen werden Richtlinien und Handlungsempfehlungen erarbeitet, die für weitere Anwendungen genutzt werden können. Infolgedessen wird die Technologie einem breiten Publikum vorgestellt. Zudem wird ein TRL (Technology Readiness Level) von 8 erreicht, so dass die Technologie vorbehaltlos in weiteren Anwendungen eingesetzt werden kann. Dies gilt insbesondere vor dem Hintergrund, dass die beiden Industriesektoren (Papier- und Zellstoffindustrie sowie Lebensmittel- und Getränkeindustrie) ca. 63 % des möglichen Absatzmarktes repräsentieren.
Darüber hinaus wird das SPIRIT Projekt die existierenden technischen Lösungen überarbeiten und verbessern, um so die Akzeptanz der Technologie zu steigern und die Marktdurchdringung zu erhöhen. Die Steigerung der technischen Leistungsfähigkeit wird insbesondere durch die Reduzierung von mechanischen Verlusten, der Erhöhung des Betriebsbereiches der Verdichter, der Reduzierung der Wärmeverluste in den Schmiersystemen sowie die Verwendung von zeotropen Kältemitteln erreicht. Darüber hinaus werden die betriebswirtschaftlichen Parameter nicht nur betrachtet, sondern hinsichtlich Investitionskosten und Betriebskosten optimiert.
Neben dem Einbau und der Inbetriebnahme werden an allen drei Demonstrationsanlagen umfangreiche Messkampagnen durchgeführt. Hierdurch sollen im Wesentlichen drei Ziele erreicht werden. Erstens sollen Betriebsstrategien für Hochtemperaturwärmepumpen erarbeitet werden. Zweitens werden die Ergebnisse genutzt um einen digitalen Zwilling zu erschaffen, damit mögliche Betriebsszenarien zunächst digital und dann real betrachtet werden können. Diese Erkenntnisse können wiederum in zukünftigen Auslegungen genutzt werden. Und drittes werden die Demonstratoren detailliert getestet, so dass auch vernachlässigbare Probleme entdeckt und beseitigt werden können. Diese Ergebnisse fließen wiederum in die Entwicklung eines modularen Wärmepumpen-Designs ein.