MULTI Kühlsysteme

12.2018 Wärmerückgewinnung bei Prozesskühlanlagen

Plattenwärmetauscher

Abb.1: Plattenwärmetauscher

Energieeffizienzanalyse (Quelle: Galek-Kowald GmbH)

Abb.2: Energieeffizienzanalyse (Quelle: Galek-Kowald GmbH)

Unter Wärmerückgewinnung (kurz WRG) versteht man Verfahren zur Wiedernutzbarmachung von thermischer Energie, welche in vielen Produktionsbetrieben entsteht und oftmals nicht genutzt, sondern über Rückkühlanlagen ungenutzt in die Atmosphäre abgeleitet wird. Hierbei handelt es sich zum Teil um erhebliche Wärmemengen.

Aufgrund steigender Energiekosten und mit dem Ziel Primärenergie einzusparen sowie CO2-Emissionen zu reduzieren, gewinnt die Wärmerückgewinnung im Industriebereich eine immer größere Bedeutung.

Bevor mit näheren Planungen begonnen wird, ist es wichtig, folgende Fragen zu beantworten:

  • Ist der Wärmeeintrag in das Kühlsystem kontinuierlich oder mit Schwankungen verbunden?
  • Wie hoch ist das Temperaturniveau des erwärmten Kühlwassers?
  • Wofür soll die zurückgewonnene Wärme genutzt werden?
  • Ist eine kontinuierliche, ganzjährige Abnahme der Wärme möglich?
  • Welche Temperaturen des warmen Mediums werden vorzugsweise benötigt?

Eine Energieeffizienzanalyse kann hierbei sehr hilfreich sein (siehe Abb. 2)

Die Multi Kühlsysteme GmbH bietet ihren Kunden unterschiedliche Lösungen zur Wärmerückgewinnung im Bereich der Prozesskühlung an. Wichtig sind hierbei eine ganzheitliche Betrachtung der Medienversorgung (Heizungsanlage, Kühlsystem, Druckluftwirtschaft) sowie die sinnvolle Nutzung der zur Verfügung stehenden Energiemengen. Die Einbeziehung von Fachplanern der Gebäudetechnik und qualifizierten Energieberatern ist oft hilfreich.

Die einfachste Möglichkeit der Wärmerückgewinnung stellt die direkte Wärmeauskopplung über Wärmetauscher dar. Bei flüssigen Medien (Wasser, Hydrauliköle, verschiedenste Emulsionen) kommen dabei meist Plattenwärmetauscher (Abb.1) zum Einsatz. Bei gasförmigen Medien bspw. Prozessabluft kommen in der Regel Luft-/Wasser-Wärmetauscher zum Einsatz.

Die zurückgewonnene Wärmeenergie kann beispielsweise zur Gebäudeheizung oder Vorwärmung unterschiedlicher Medien in den Produktionsbetrieben genutzt werden.

Im Bereich der Gebäudeheizung kann die Wärmerückgewinnung für Fußbodenheizungen oder auch bei Lüftungsanlagen zur Vorwärmung von Außenluft eingesetzt werden. Hier können Rücklauftemperaturen des Kühlwassers von 35°C bis 50°C ausreichend sein. Bei Neuinvestitionen kann dies zur Verkleinerung der entsprechenden Anlagentechnik führen und somit in diesem Bereich Kosten einsparen.

Wichtig für die Nutzung und zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades sind möglichst hohe Eintrittstemperaturen in die Apparate der Wärmerückgewinnung. Dies ist vor allem mit hohen Rücklauftemperaturen bei Kühlwasseraustritt aus Ofen- und Hydraulikölkühlungen (von 50°C bis 85°C) gegeben.

Besteht gleichzeitig Bedarf an Kaltwasser bietet Multi Kühlsysteme moderne Adsorptionskälteanlagen zur Kälteerzeugung an. Mit Hilfe dieser Technologie kann Kaltwasser durch Nutzung thermischer Energie erzeugt werden. Interessant ist diese Technologie auch in Kombination mit Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung beispielsweise bei Blockheizkraftwerken (BHKW’s). Eine ganz neue Entwicklung zeigt sich bei der Abwärmenutzung aus sogenannten Druckluftheizkraftwerken (DHKW).

Aber auch indirekte Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung können eine Möglichkeit der Nutzung darstellen. Hier bietet Multi Kühlsysteme beispielsweise Kompressionswärmepumpen an. Der Einsatz dieser Geräte bei relativ niedrigen Kühlwasserrücklauftemperaturen (im Bereich von 35 bis 50°C) ist vorteilhaft, da durch Zuführung einer geringen Menge Elektroenergie (Antriebsenergie) kostengünstig Wärmeenergie zur Heizung erzeugt werden kann.

Bei der Erstellung und Umsetzung von Konzepten zur Wärmerückgewinnung arbeitet Multi Kühlsysteme eng mit spezialisierten Unternehmen zusammen. Somit ist hohe Fachkompetenz in allen Phasen der Planung und Umsetzung gesichert.

Aufwendungen und Nutzen von Maßnahmen der Wärmerückgewinnung können in einer Energieeffizienz-Wirtschaftlichkeits-Matrix dargestellt werden.

Für Maßnahmen zur Rückgewinnung von Wärme gibt es die Möglichkeit der finanziellen Unterstützung über Förderprogramme. Auch zu diesen Themen bietet Multi Kühlsysteme eine Beratung an.

Gute Informationen zum Thema bietet auch die Sächsische Energieagentur SAENA GmbH unter dem download: BU_Technologien_der_Abwaermenutzung


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