Energetische und ökonomische Optimierung von Trocknungsprozessen durch Integration von Wärmepumpen

Trocknungsprozesse benötigen mindestens 15% des gesamten industriellen Energiebedarfs. In manchen Branchen, z.B. in der Holzindustrie, kann dieser Anteil 70% erreichen. Zahlreiche Untersuchungen belegen, dass durch Trocknung mit Wärmepumpen bis zu 50% an Primärenergie eingespart werden können. Dieses Potenzial konnte bisher jedoch nur in Ausnahmefällen industriell realisiert werden, da der Betrieb von Wärmepumpentrocknern sehr viel komplexer ist als der Betrieb der einzelnen Systemkomponenten.

Ziel des Vorhabens ist es, unterschiedliche wärmepumpenunterstützte Trocknungsverfahren vorwettbewerblich zu entwickeln und die energetische und wirtschaftliche Effizienz für mehrere Industriesektoren beispielhaft nachzuweisen. Der Schwerpunkt liegt auf konvektiven Trocknungsverfahren, die am weitesten verbreitet sind und vorteilhaft mit Wärmepumpen ergänzt werden können. Entsprechend groß ist das branchenübergreifende Interesse der beteiligten 37 deutschen und 15 belgischen Unternehmen aus den Bereichen Trocknung, Wärmepumpen, Holzindustrie, Ziegel und Keramik, Arznei- und Gewürzpflanzen, Textilherstellung, Wäschetrocknung, sowie Klärschlämme und Gärreste.

Basierend auf dem aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik werden etablierte und innovative technische Lösungen analysiert. Die effektive Integration von Wärmepumpen in die jeweiligen Trocknungsanlagen und deren qualitäts- und energieoptimierter Betrieb mit weitgehend automatisierter Prozessregelung unter variierenden Bedingungen stehen im Fokus des Vorhabens. Wissenschaftliche Herausforderungen resultieren dabei aus thermodynamischen und verfahrenstechnischen Wechselwirkungen zwischen Wärmepumpe und Trockner. Die Projektergebnisse werden im Labor- und im Pilotmaßstab und an einer Produktionsanlage demonstriert. Branchenspezifische Möglichkeiten und Grenzen zur wirtschaftlichen Umsetzung werden aufgezeigt. Industrielle Fallstudien und wissenschaftliche Publikationen dienen dem beschleunigten Technologietransfer.