Abwärmequellen

Die meisten thermischen oder mechanischen Prozesse in Industrie und Gewerbe sind Quellen für ungewollte Wärmeverluste. Sollen diese erfolgreich reintegriert werden, ist eine systematische Untersuchung vorhandener Abwärmequellen erforderlich.

Die meisten thermischen oder mechanischen Prozesse in Industrie und Gewerbe sind Quellen für ungewollte Wärmeverluste. Entsprechend groß ist ihre Bandbreite: sie reicht von Produktionsanlagen und Motoren, über Prozesswärme und Abwässer die an ihre Umgebung abstrahlen, bis hin zu Druckluft-, Kühl- und Klimaanlagen. An bestimmte Trägermedien wie Wasser oder Luft gebunden oder diffus über die Oberfläche geben diese Quellen Wärmemengen ab.

Soll Abwärme erfolgreich reintegriert werden, ist eine systematische Untersuchung vorhandener Abwärmequellen erforderlich. Ihre Kenntnis verbessert den Überblick über die Energieströme im Unternehmen und erlaubt die Auswahl der passenden Nutzungstechnologie. Die Untersuchung sollte schrittweise erfolgen und den Grundsatz berücksichtigen, dass in erster Linie Wärmeverluste vermieden werden sollten bevor deren Nutzung erwogen wird.

Bestandsaufnahme im Betrieb

In einer Bestandsaufnahme werden alle Energieverbräuche erfasst, charakterisiert sowie die energieverbrauchsrelevanten Prozesse bewertet. Im Ergebnis kann definiert werden, welche Abwärme im Betrieb vermeidbar ist, wo nicht vermeidbare Abwärme anfällt und an welchen Stellen diese zur Deckung des Energiebedarfs eingesetzt werden könnte.

Vermeiden von Abwärme

Der Grundsatz lautet: Erst vermeiden, dann nutzen. Oft können Abwärmemengen durch die Optimierung zugrundeliegender Prozesse und Verfahren verringert oder ganz vermieden werden. Ansatzpunkte für eine wirksame Optimierung bieten die folgenden Fragestellungen:
Dimensionierung.

Ist der zugrunde liegende Prozess richtig dimensioniert oder sind unnötige Überkapazitäten vorhanden? Können unnötige Aufheiz- oder Abkühlphasen vermieden werden?

Steuerung.
Wird die Anlage oder der Prozess richtig gesteuert? Beispiel: Sind ineffiziente Betriebspunkte oder Leerläufe vorhanden und vermeidbar?

Temperaturniveau.
Ist das derzeit gewählte Temperatur- bzw. Intensitätsniveau tatsächlich erforderlich? Oder kann der Prozess auch bei niedrigeren Temperaturen gefahren werden?

Dämmung.
Kann eine bessere Dämmung die Wärmeverluste der Anlage verringern und die Abwärmemengen reduzieren? Ist eine größere Dämmschichtdicke ebenfalls wirtschaftlich?

Wartung.
Wird die Anlage ausreichend gewartet?

Alternativen.
Sind energetisch vorteilhaftere Alternativprozesse einsetzbar, um das gleiche Resultat zu erzielen?

Identifizieren nicht vermeidbarer Abwärme.

Nach der erfolgreichen Minimierung der Abwärmemenge liegt der Fokus möglicher Maßnahmen auf den nicht vermeidbaren Abwärmequellen im Betrieb. Diese sollten eindeutig identifiziert und umfassend untersucht werden, um jeder einzelnen Abwärmequelle entsprechende Kenngrößen zuordnen zu können. Kenngrößen sind:

  • Temperaturniveau
  • Verfügbare Energiemengen
  • Medien der Abwärme (z. B. Abgas, Kühlwasser)
  • Zeitliche Verfügbarkeiten (kontinuierlich oder schwankend, saisonal, Anzahl der Vollaststunden pro Jahr)
  • Leistung
  • Lage

Untersuchen von Abwärmesenken

Im nächsten Schritt werden verfügbare Abwärmesenken im Betrieb identifiziert, untersucht und ebenfalls kategorisiert. So kann abgeschätzt werden, welche Abwärmesenke zu welcher Abwärmequelle zugeordnet werden kann. Folgende Kenngrößen sollten für Abwärmesenken ermittelt werden:

  • Temperaturniveau
  • Benötigte Energiemengen
  • Medien der benötigten Wärme (z. B. Dampf, Heißwasser etc.)
  • zeitliche Bedarfe (kontinuierlich oder schwankend, saisonal, Anzahl der Vollaststunden pro Jahr)
  • Leistung
  • Lage