Rotierend zu den Klimazielen

Bernhard Adler ist Erfinder der »Rotation Heat Pump« und CEO des mittlerweile 16-köpfigen Teams von ecop mit Firmensitz in Neuhofen an der Krems in Oberösterreich. Der große Vorteil seiner 61-fach patentierten Technologie: Sie kommt ohne klimaschädliches Kältemittel aus und kann auch bei Temperaturen in der Industrie eingesetzt werden, die mit herkömmlichen Wärmepumpensysteme nicht erreichbar sind. Die Rotationswärmepumpe deckt eine Bandbreite von minus 20 bis plus 150 Grad Celsius ab. Mit herkömmlichen Wärmepumpen sind maximal 100 Grad Celsius möglich – diese sind stets auch für vorgegebene Eingangs- und Ausgabetemperaturen konstruiert. Die ecop-Technologie ist bei Input und Output flexibel: Die Abwärme kann unabhängig von der Ausgangstemperatur auf ein gewünschtes Temperaturniveau zur direkten Nutzung gebracht werden. Und mit ein- und derselben Anlage ist nicht nur Wärme, sondern auch Kälte erzeugbar.

Nur gasförmig
Wie funktioniert die Technologie konkret? Während übliche Arbeitsmedien – etwa auch ein Kältemittel in einem Kühlschrank – thermodynamische Prozesse mit ihren Phasenübergängen von flüssig zu gasförmig und wieder zu einem flüssigen Zustand auslösen, bleibt das Arbeitsmedium hier – ein Edelgasgemisch – immer gasförmig.
Bei 1.800 Umdrehungen in der Minute wird Fliehkraft genutzt, um das Gas extrem zu verdichten und damit in einen höheren Temperaturzustand zu führen. Es ist ein sogenannter linksläufiger Joule-Prozess, bei dem ein Wärmefluss von einer niederen zu einer höheren Temperatur mittels Einsatz von Strom erreicht wird (rechtsläufig wird das Verfahren in Gasturbinen verwendet). Das Arbeitsgas der Rotationswärmepumpe zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf, der um eine Achse rotiert. Werden Wärmetauscher nahe und weiter von der Rotationsachse entfernt positioniert, baut sich ein thermodynamischer Kreisprozess auf. Durch die Druckzunahme im äußeren Bereich kommt es zu einer Temperaturerhöhung, die Wärme wird über einen Wärmetauscher abgegeben. Wird das abgekühlte Gas wieder entspannt, kann es über den achsnahen Wärmetauscher wieder Wärme aufnehmen.

Eine besonders günstige Anwendung liegt vor, wenn im Prozess Heißwasser für den Produktionsprozess benötigt wird, zum Beispiel in der chemischen Industrie. In diesem Fall kann Kühlwasser als Quelle dienen und das Heißwasser für den Produktionsprozess bereitgestellt werden.


Bild: Bernhard Adler, ecop Technologies: »Wir haben Neuland beschritten und eine grundlegend neue Maschine gebaut, mit der wir je nach Anwendung bis zu 100 % bessere Effizienzwerte gegenüber herkömmlichen Wärmepumpen erreichen.«

Retter fürs Klima
Die Unbedenklichkeit des Arbeitsmediums – es ist nicht brennbar und auch nicht giftig – ist für das ecop-Team eine Riesensache. »Wir setzen auf ein Edelgasgemisch, das aus der Luft gewonnen wird. Die meisten Bestandteile fallen als Beiprodukt bei der Sauerstoffgewinnung an. Während eine Entweichung eines herkömmlichen Kältemittels im Betrieb ein Umweltproblem darstellt und spätestens auch bei der Entsorgung ein Thema ist, ist dies bei unserer Technologie nicht der Fall«, erklärt Adler. Synthetische Kältemittel hätten ein durchschnittlich 1.700-fach größerer Treibhauspotenzial als CO2. Adler erwartet generell einen Trend weltweit zur Reduktion von Klimakillern auch in der Industrie.

Prozesswärme ist für viele Unternehmen ein bedeutender Kostenfaktor geworden und auch im Rahmen der Energieeffizienzrichtlinie im Rampenlicht von Einsparungsmaßnahmen. »Allein mit unserer Technologie könnten weltweit sechs Prozent CO2-Ausstoß reduziert werden.« Die Kostenvorteile der Rotationswärmepumpe entstehen im Wesentlichen durch ihre Effizienz, die günstigen Investitionskosten und die niedrigen Betriebskosten – trotz der beweglichen Teile. Man hat bei der Planung und Konstruktion bereits besonderen Wert auf die Robustheit und einfache Wartung gelegt.

Funding für Wachstum
Wer an der Eroberung des Marktes teilhaben möchte, kann dies aktuell auf der Crowdfunding-Plattform Greenrocket tun. Für die Erweiterung des Vertriebs und den Ausbau der Serienfertigung sammeln die Österreicher Kapital, das jährlich verzinst wird. »Für uns ist das Crowdfunding auch eine tolle Möglichkeit, die Bekanntheit zu erhöhen – im Idealfall bekommen wir so auch mehrere hundert Markenbotschafter«, ist Adler überzeugt.

Auch Industrieunternehmen zeigen bereits großes Interesse an der Nutzung der Wärmepumpe. Die erste Referenzinstallation läuft seit dem Frühjahr 2017 in Niederösterreich. Die Bioenergie Bucklige Welt betreibt eine Biomasse-KWK-Anlage zur Versorgung mit Fernwärme für die Region. Aufgrund der steigenden Nachfrage war eine Kapazitätserweiterung geplant. Da bisher ungenutzte Abwärme zur Verfügung stand, die allerdings deutlich variierte, fiel die Wahl auf die Rotation Heat Pump.