Projekt - Højtemperaturvarmepumpe til tunnelovn

Projektstart februar 2020. Projektet blev afsluttet i 2022.

Formål med projektet

I industrien udgør energiforbruget til ovne og tørringsanlæg mere end 20 % af det totale energiforbrug. I sådanne anlæg opvarmes luft typisk til 150-250 °C, og opvarmningen sker typisk ved direkte gasfyring.

Projektets formål at udvikle en højtemperaturvarmepumpe, der kan bidrage til elektrificering af energiforbruget i tunnelovne og til en betragtelig reduktion af det samlede energiforbrug.

Mål for projektet

I projektet udvikles en højtemperaturvarmepumpe til et hidtil uset højt temperaturniveau på over 200 °C, som kan anvendes i tunnelovne, tørreanlæg mv. Dette temperaturniveau benyttes bl.a. til bagning af kager, kiks og postejer og er desuden et typisk temperaturområde for spraytørring og andre tørremetoder.

Varmepumpen, som skal testes på en eksisterende tunnelovn, vil bruge vand som kølemiddel og vil dermed være ultimativ miljøvenlig.

Varmepumpen til tunnelovnen baseres på en kompressor fra det tyske iværksætterfirma Hamburg Vacuum og er en modificeret version af en vakuumpumpe fra tyske SIHI. Vakuumpumpen er en tørløbende spindle type, og den tænkes ændret til vanddamp ved at redesigne profiler, motor og styringselektronik samt ved at benytte vandindsprøjtning. Vandindsprøjtningen foregår løbende i kompressionen og sikrer en mere energieffektiv kompression, tætning mellem rotorerne og en reduceret trykgastemperatur.

Varmepumpen installeres og testes i en test-tunnelovn hos Flexmatic, og Sanovo undersøger mulighederne for spraytørringsapplikationer.

Tunnelovnen har en energienhed til opvarmning af den cirkulerede luft. I nuværende anlæg opvarmes luften i en gasfyret varmeveksler. I forsøgstunnelovnen indbygges varmeflader til varmepumpens fordamper og kondensator. Således erstattes gas som energitilførsel med el, som via varmepumpen har en høj virkningsgrad.

I de fleste anvendelser af tunnelovne sker der en tørring af produktet, og varmepumpen henter energien ved kondensering af den fugtige returluft fra ovnen. Beregninger viser, at der kan opnås en COP på mellem 2 og 3.

Efter installation foretages testkørsler på forsøgstunnelovnen for at teste kompressoren specifikt og for at teste hele varmepumpen – både funktion og performance.

Aktiviteter

Projektet er opdelt i følgende faser:

1. Specifikation af driftsbetingelser for kompressor og varmepumpe

2. Design af spindle kompressor
3. Fremstilling af prototypekompressor
4. Opbygning af prototypevarmepumpe med varmeflader, luftkanaler m.m.
5. Testkørsler af anlæg, funktionalitet og performance
6. Potentiale og formidling.

Deltagere

• Teknologisk Institut
• Flexmatic Aps
• CS Techcom Aps
• SANOVO Technology Process A/S
• Hamburg Vacuum.

Bevilligede midler

Projektet er støttet af ELFORSK.

Dokumenter

Slutrapport