Was ist damit gemeint?

Sehr viele Industriebetriebe geben Wärme an die Umgebung ab ohne diese Wärme zu nutzen.

Man muss gedanklich eine Hülle um den ganzen Betrieb ziehen und bilanzieren, was in diese gedankliche Hülle reinkommt und was rausgeht.

Was aus dieser Hülle so alles rausgelangt, kann sehr viel und sehr unterschiedlich sein:

› warme Abluft
› feuchte Abluft
› warmes Abwasser
› warme Gegenstände (Materialfluß)
› Prozessabwärme
› heiße Abgase
› feuchte Abgase
› aktiver Kühlbedarf von Maschinen
› usw.

Welche Arten von Abwärme kann man zurückgewinnen?

Dies hängt von vielen Faktoren Ihres Betriebes ab:

• Wieviel Abwärme Massenstrom verlässt die gedankliche Hülle?
• Welche Temperatur hat dieser Abwärme Massenstrom?
• Welchen Aggregatzustand hat dieser Abwärme Massenstrom?
• Welche chemische Zusammensetzung hat dieser Abwärme Massenstrom?
• Handelt es sich um zeitlich kontinuierliche Abwärme, also z.B. Prozessabwärme eines kontinuierlich laufenden Fertigungsprozesses, oder nur um gelegentliche Abwärme?

Wie kann man diese Abwärme zurückgewinnen?

Dies hängt neben den Massenströmen hauptsächlich von zwei Temperaturbedingungen ab:

Wie hoch ist die Temperatur der Abwärme bzw. Prozessabwärme?

Wenn z.B. die zurückgewonnene Wärme zur Beheizung des Gebäudes dienen soll, müssen die hierfür zuzuordnenden Heizflächen so dimensioniert sein, dass diese mit der zurückgewonnenen Temperatur auch auskommen.

Dies ist z.B. bei Fußbodenheizung, groß dimensionierten Luftheizgebläsen, groß dimensionierten Heizkörpern möglich, aber bei knapp dimensionierten Heizkörpern oder knapp dimensionierten Luftheizgebläsen nicht oder nicht direkt.

Wenn die Temperatur der zurückgewonnenen Wärme zu niedrig wäre, oder der Abwärme Massenstrom zwar groß ist, aber selbst nur eine niedrige Temperatur hat, kann man das zurückzugewinnende Temperaturniveau mittels Wärmepumpe auf ein nutzbares Temperaturniveau anheben.

Dies ist der Grundsatz praktisch von allen Wärmepumpenanlagen zur Raumheizung, also z.B. von allen Luftwärmepumpen, Erdwärmepumpen, usw.

Alle diese Anlagen heben eine große Masse an billiger oder kostenloser Wärme auf ein nutzbares Niveau an.

So kann z.B. ein großer Massenstrom mit 5°C sehr viel mehr Energiepotential darstellen als ein kleiner Massenstrom mit z.B. 150°C.

Es kommt immer darauf an, was man damit erreichen möchte. So arbeitet z.B. eine Erdwärmepumpe mit einer sehr massigen Wärmequelle Erdreich in einem Temperaturbereich von ca. -5° bis +8°C dennoch äußerst wirtschaftlich.

Bei der industriellen Abwärmenutzung bzw. Prozessabwärmenutzung muss man also die Augen aufmachen, alles Mögliche in Erwägung ziehen, abwägen, qualifizieren und quantifizieren.

Er nimmt die Grundlagen der Abwärme bzw. Prozessabwärme Massenströme auf, d.h. befragt den Werksleiter oder Inhaber des Industriebetriebes nach allen relevanten Daten.

Hierbei sollten alle ermittelbaren Daten zusammengetragen werden, weshalb die tatkräftige Mithilfe des Werksleiters bzw. Inhabers sehr wichtig ist.

Dann befragt er den Werkleiter bzw. Inhaber nach der gewünschten Nutzung der zurückzugewinnenden Wärme (z.B. für Raumheizung, Materialvorwärmung, usw.)

Dabei werden ebenfalls alle verfügbaren Daten (z.B. der bisherigen Heizungsanlage) zusammengetragen.

Anschließend erstellt der Diplom-Ingenieur ein Anlagenkonzept, welches die Abwärme bzw. Prozessabwärme so weitgehend als wirtschaftlich vertretbar auf so einfachem und wirtschaftlich kostengünstigstem Weg als möglich der gewünschten Wärmeabgabe zuführt.

Die hohe Kunst besteht darin, dieses Ziel möglichst weitestgehend, kostengünstig und einfach zu erreichen.

Es sind also besser „Low-Tech“ Lösungen als „High-Tech“ Lösungen gefragt.

Wer die Physik der Thermodynamik beherrscht und gute Ideen hat, kann das gesteckte Ziel mit einfacheren Mitteln erreichen als mit teuren Sonderanfertigungen.

Die oberste Maxime muss jedoch immer sein, den bisherigen Prozessablauf nicht zu gefährden. („Never touch a running system.“)

Wenn man also in einen bestehenden Industriebetrieb eine Prozessabwärmenutzung installieren möchte, sollte dies daher im Idealfall zusätzlich, d.h. parallel zu den bisherigen Systemen aufgebaut werden. Sollte das Wärmerückgewinnungssystem versagen oder auftretende Spitzenlast nicht leisten können, läuft der Fertigungsprozess mit dem bisherigen alten System ohne Wärmerückgewinnung weiter.

(Dies bezieht sich in erster Linie unmittelbar auf den Fertigungsprozess, also der konventionellen Abführung der Prozessabwärme. Bei der Wärmenutzung, also z.B. der Gebäudebeheizung muss man das alte System natürlich nicht aufrechterhalten, da ein auskühlendes Gebäude den Fertigungsablauf nicht sofort stören würde.)

Es gibt nur sehr wenige Diplom-Ingenieure, welche

1. die Thermodynamik beherrschen
2. und gute Ideen haben
3. und das Ziel mit „Low-Tech“ erreichen wollen, also nicht mit „High-Tech“ spielen
4. und dabei auch die Ausführungspraxis beherrschen, d.h. praxisgerechte kostengünstige Lösungen finden
5. und dabei den Markt so genau kennen, dass sie verstärkt auf Großserienprodukte setzen können, also keine kostentreibenden Sonderanfertigungen benötigen
6. und sich in den Prozessablauf des Kunden-Industriebebtriebs hineindenken können
7. und bundesweit arbeiten. Andererseits gibt es auch nur wenige ausführende Betriebe, welche
8. die Ausführung hierzu beherrschen, d.h. die Gedanken des Diplom-Ingenieurs verstehen
9. und dies kostengünstig anbieten können
10. und so zügig arbeiten, dass der Prozessablauf des Kunden möglichst wenig gestört wird.