Wärmepumpen sind in zahlreichen industriellen Prozessen einsetzbar, da Industrieanlagen in vielen Fällen sowohl über Wärmequellen aus Abwärme (z. B. Abwasser, feuchtwarme Luft, Kondensationswärme aus Kälteanlagen) als auch über Wärmeabnehmer (z. B. Prozesswasser, Einspeisung in Wärmenetze, Blancheure, Trockner, etc.) verfügen.
Der weltweite Trend zu strengeren Emissionsvorschriften bei gleichzeitiger Maximierung der Effizienz bringt neue Herausforderungen für die Lebensmittelverarbeitung mit sich.
Während Wärmepumpen und die Lebensmittelindustrie bisher nur wenig verzahnt waren, ändert sich dies bereits seit einigen Jahren. Denn ihre Technik hat sich weiterentwickelt und Anwender erkennen zunehmend die finanziellen und ökologischen Vorteile des Einsatzes von Wärmepumpen in Produktionsprozessen. Insbesondere der in vielen Anwendungen typischerweise parallel auftretende Bedarf an Heizen und Kühlen, beispielsweise beim Schlachten, Schneiden, Trocknen, Braten, Kühlen und Portionieren bis hin zum Verpacken, macht die Technik interessant.
Wärmepumpen senken die Produktionskosten
Traditionell wird in der Lebensmittelindustrie die für die Verarbeitung erforderliche Wärme über einen Dampferzeuger bereitgestellt. Dieser Vorgang erfolgt in der Regel unabhängig von der Kältebereitstellung und kann zu einem unnötig hohen spezifischen Energieverbrauch führen. Durch die Verknüpfung beider Kreisläufe, Heizen und Kühlen, lassen sich hingegen erhebliche Einsparpotenziale mittels der aus einem Kühlprozess herbeigeführten Abwärme nutzen.
Um die Abwärme auf ein höheres Temperaturniveau zu heben, kommt die Wärmepumpe zum Einsatz. Mit der Ammoniak-Wärmepumpe von GEA kann die Temperatur der Abwärme je nach Konstruktionsdruck auf bis zu 85 °C Wassertemperatur erhöht werden, sodass sie in der Lebensmittelverarbeitung sehr gut nutzbar wird. Die Verwertung der Abwärme auf höherem Temperaturniveau kann eine dampfbasierte Wärmebereitstellung zum Teil, ggf. auch vollständig, ersetzen. Ammoniak ist als Arbeitsstoff zudem universell verfügbar, kostengünstig und umweltschonend. Insofern können ammoniakbasierte Wärmepumpen den Energieverbrauch in der Lebensmittelherstellung deutlich reduzieren.
Die Ammoniak-Wärmepumpen wurden bereits in zahlreichen Lebensmittelproduktionen installiert. Sie helfen den Unternehmen vom ersten Tag ihrer Nutzung an, Betriebskosten zu sparen und CO2-Emissionen zu senken sowie gesteckte Umweltziele zu erreichen. So verbrauchte beispielsweise die Dampferzeugung und Kältebereitstellung einer beispielhaften Anlage jährlich insgesamt 15,3 Mio. kWh, was einer Freisetzung von 4739 t CO2 in die Atmosphäre entsprach. Zum Vergleich: Nach der Installation der Wärmepumpe RedAstrum von GEA lag der kombinierte Verbrauch bei nur 4,8 Mio. kWh und damit bei 1978 t CO2. Das entspricht einer Reduktion des Primärenergieeinsatzes um 68,6 Prozent und einer Senkung der CO2-Emissionen um 58,2 Prozent. ■