Cílem navrhovaného projektu je vyvinout tepelná čerpadla s velmi vysokou teplotou (BCMAT) s využitím průmyslového tepelného odpadu pod 90 °C, aby byla účinně transformována na užitečné teplo při teplotách do 150 °C. Jedná se o projekt ve spolupráci mezi technologickou společností, která se specializuje na přehodnocování průmyslového odpadního tepla a vysokoteplotní tlakové objemové systémy, a výzkumné centrum specializované na parní kompresní systémy a nové pracovní kapaliny s nízkým potenciálem globálního oteplování (PCA). Je-li odpadní teplo průmyslu vyšší než 150 °C, může být použito přímo ve formě tepla pro výrobní procesy nebo pro jeho přeměnu na elektřinu. V různých průmyslových odvětvích jsou však zjištěny emise velkého množství odpadního tepla při teplotách kolem 80–90 °C, ke kterému jsou spojeny požadavky na tepelnou energii pro jejich výrobní procesy při vyšších teplotách až do 150 °C. To vše způsobuje, že není možné ji přímo použít a skončit vypouštěním do atmosféry. Technologie BCMAT by umožnila recyklovat tento tepelný odpad a přeměnit jej na užitečné teplo, neboť by mohla nahradit používání fosilních paliv pro výrobu tepla. V současné době jsou stávající tepelná čerpadla na trhu pro průmyslové aplikace omezena na výrobu teplot nižších než 90 °C a jako chladné zaostřovací teploty až 40–50 °C. Vývoj zařízení BCMAT, které by bylo schopno zaostřit za studena až do 90 °C a produkovat užitečné teplo nad 100 °C (až do 150 °C) s chladivy šetrnými k životnímu prostředí, by představoval vytvoření nového průmyslového výrobku s velkými vyhlídkami na použití, což by pomohlo zvýšit energetickou účinnost průmyslu a snížit emise CO2. V navrhovaném technologickém vývoji budou dříve prostudovány konstrukční požadavky týmu BCMAT na základě charakterizace průmyslových zdrojů odpadního tepla a potřeby užitečného tepla pro výrobní procesy ve stejných průmyslových odvětvích, a to stanovením základů návrhu týmu, který má být vyvinut. V technologické výzvě navržené k dosažení týmu BCMAT se zkušenosti účastníků spojují s hlavními výzvami této technologie, které procházejí výběrem konfigurace a pracovní kapaliny, vývojem vysokoteplotních technologií, konstrukcí, charakterizací a optimalizací prototypu pro dosažení konkurenčního předindustriálního prototypu. Po stanovení konstrukčních základen se určí konfigurační-chladící binom, protože oba faktory přímo ovlivňují energetickou náročnost systému (COP). Budou analyzovány konfigurace ke zvýšení účinnosti bez nadměrné složitosti a vysokoteplotních chladiv na bázi HFO (hydrofluorolefinů) s potenciálem nulového poškozování ozonu a s nízkými hodnotami GWP. Za tímto účelem budou simulace prováděny s vlastním softwarem pro vyhodnocení a chlazení konfigurací v provozních podmínkách. Pro kompresní systém má vedoucí společnost projektu technologickou základnu pro jeho vývoj, založenou na parních expanzních systémech, které v současné době vyvinula, a musí se přizpůsobit požadavkům na kompresní rychlost, které jsou vyžadovány v aplikaci. Nakonec přistoupíme k návrhu a konstrukci prototypu BCMAT a vybereme technologii nejvhodnějších prvků. Tento prototyp bude experimentálně charakterizován v široké škále výrobních teplot a chladného zaměření, což umožní charakterizovat a optimalizovat předkonkurenční průmyslový prototyp.
