WÄRMEPUMPENSYSTEME MIT GESCHLOSSENEM KREISLAUF, auch bekannt als Kompressionswärmepumpen, verdichten ein Arbeitsmedium (sogenannte Kältemittel) auf höhere Temperaturniveaus beim Wärmeverbraucher (Wärmesenke) als an der Wärmequelle. Sie liefern eine wesentlich größere Energiemenge (Wärme) als die Energie, die für ihren Betrieb benötigt wird (meist Elektrizität), und sind daher hoch effiziente Abwärmerückgewinnungsgeräte.
Kompressionswärmepumpen bestehen aus vier Hauptkomponenten: Kompressor, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer. Sie nutzen eine Vielzahl von Arbeitsmedien (Kältemitteln), die sich kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf befinden. Im Verdampfer wird das Kältemittel der Wärmequelle (z. B. industrieller Abwärme) ausgesetzt. Dabei verdampft das Kältemittel bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur. Der Kompressor erhöht dann den Druck des Kältemittels auf ein höheres Niveau. Im Kondensator wird die Energie des Arbeitsmediums an ein Verteilmedium (z. B. Luft) oder einen Wärmeverbraucher abgegeben. Das Kältemittel wird abgekühlt und verflüssigt sich wieder. Um den Kreislauf zu schließen, wird das Arbeitsmedium in ein Expansionsventil geleitet, wo es als Flüssigkeit mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur bereit ist, erneut in den Verdampfer einzutreten.
Im DryFiciency-Projekt wurden Hochtemperatur-Wärmepumpen entwickelt, die Wärmeversorgungstemperaturen von bis zu 160°C erreichen, und erstmals in einer industriellen Umgebung bei TRL7 demonstriert. Das DryFiciency-Konsortium arbeitete an mehreren wichtigen Innovationen, wie in der folgenden Grafik dargestellt: ein fortschrittliches Schmiermittel, entwickelt von FUCHS und zwei neuartige Kompressoren, einer von Heaten (Norwegen) und einer von Bitzer Kühlmaschinenbau (Deutschland). OpteonMZ (HFO-1336mzz-Z) von Chemours wurde als Kältemittel verwendet. Dieses Kältemittel weist günstige Eigenschaften auf: Es ist nicht brennbar, ungiftig und unterliegt nicht der F-Gas-Regulierung. Zudem hat es sich als besonders geeignet für Hochtemperaturanwendungen bewährt und ermöglicht Wärmezufuhrtemperaturen von bis zu 160°C.
