Cieľom navrhovaného projektu je vyvinúť vysokoteplotné tepelné čerpadlá (BCMAT) s využitím priemyselného tepelného odpadu pod 90 °C na ich efektívnu transformáciu na využiteľné teplo pri teplotách do 150 °C. Je to projekt v spolupráci medzi technologicky orientovanou spoločnosťou, ktorá sa špecializuje na preceňovanie priemyselného odpadového tepla a objemových systémov s vysokým teplotným tlakom, a výskumným centrom špecializujúcim sa na parné kompresné systémy a nové pracovné kvapaliny s nízkym potenciálom globálneho otepľovania (PCA). Ak je odpadové teplo priemyslu vyššie ako 150 °C, môže sa použiť priamo vo forme tepla na výrobné procesy alebo na jeho transformáciu na elektrickú energiu. V rôznych priemyselných odvetviach sa však zaznamenávajú emisie veľkého množstva odpadového tepla pri teplotách okolo 80 – 90 °C, ku ktorým sú spojené požiadavky na tepelnú energiu pre ich výrobné procesy pri vyšších teplotách až do 150 °C. To všetko spôsobuje, že nie je možné ho použiť priamo a nakoniec sa vyžaruje do atmosféry. Technológia BCMAT by umožnila recyklovať tento tepelný odpad a premeniť ho na využiteľné teplo, ktoré by bolo schopné nahradiť využívanie fosílnych palív na výrobu tepla. V súčasnosti sú existujúce tepelné čerpadlá na trhu pre priemyselné aplikácie obmedzené na výrobu teplôt pod 90 °C a za studené zaostrenie teploty do 40 – 50 °C. Vývoj zariadenia BCMAT, ktoré je schopné brať ako studené teploty až do 90 °C a produkovať využiteľné teplo nad 100 °C (do 150 °C) s chladivami šetrnými k životnému prostrediu, by predstavovalo vytvorenie nového priemyselného výrobku s veľkými vyhliadkami na použitie, ktorý by pomohol zvýšiť priemyselnú energetickú účinnosť a znížiť emisie CO2. V navrhovanom technologickom vývoji sa predtým preskúmajú konštrukčné požiadavky tímu BCMAT na základe charakterizácie priemyselných zdrojov odpadového tepla a potrieb využiteľného tepla pre výrobné procesy v rovnakých priemyselných odvetviach, čím sa vytvoria základy návrhu tímu, ktorý sa má vyvinúť. V technologickej výzve na dosiahnutie tímu BCMAT sa spájajú skúsenosti účastníkov, aby čelili hlavným výzvam tejto technológie, ktoré prechádzajú výberom konfigurácie a pracovnej kvapaliny, vývojom vysokoteplotnej technológie, konštrukciou, charakterizáciou a optimalizáciou prototypu na dosiahnutie konkurencieschopného predindustriálneho prototypu. Po stanovení konštrukčných základní sa určí konfiguračný chladiaci binomiál, pretože obidva faktory priamo ovplyvňujú energetickú hospodárnosť systému (COP). Budú sa analyzovať konfigurácie na zvýšenie účinnosti bez nadmernej zložitosti a vysokoteplotných chladív založených na HFO (hydrofluórolefíny) s nulovým potenciálom poškodenia ozónu a s nízkymi hodnotami GWP. Na tento účel sa budú vykonávať simulácie s vlastným softvérom na vyhodnotenie a chladnejšie konfigurácie v prevádzkových podmienkach. Pre kompresný systém má vedúca spoločnosť projektu technologickú základňu pre jeho vývoj, založený na systémoch parnej expanzie, ktoré v súčasnosti vyvinula, pričom sa musí prispôsobiť požiadavkám kompresnej rýchlosti, ktoré sa vyžadujú v aplikácii. Nakoniec pristúpime k návrhu a konštrukcii prototypu BCMAT, pričom vyberieme technológiu najvhodnejších prvkov. Tento prototyp bude experimentálne charakterizovaný širokou škálou výrobných teplôt a zameraním na chlad, čo umožní charakterizovať a optimalizovať predkonkurenčný priemyselný prototyp.
