ThEGA-FORUM Industrieelle Abwärmenutzung für technische Kühlung und Klimatisierung. ThEGA-Forum 2014

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1 ThEGA-FORUM 2014 Industrieelle Abwärmenutzung für technische Kühlung und Klimatisierung Kathrin Selzer, IPH Klawonn.Selzer GmbH Frank Gerloff, Die VELUX Fensterproduktion

2 IPH Klawonn.Selzer GmbH Friedrich - Ebert - Straße Weimar NL Frankfurt am Main Gerbermühlstraße Frankfurt am Main info@iphks.de

3 Wir über uns seit 1994 wir beraten, planen und überwachen Bauvorhaben der Technischen Gebäudeausrüstung Heizung l Lüftung l Sanitär l Klima l Elektro Energiekonzepte mit Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für private Unternehmen, Industrie und Gewerbe Planung von Solaranlagen, Photovoltaik und Wärmepumpen zur Nutzung alternativer Energien, Biomasse- und BHKW-Anlagen Energetische Projektsteuerung I Forschungsprojekte Energieeffizienzberatung in der Industrie Kommunale Klimaschutzkonzepte

4 Aufgabenstellung Umsetzung Herausforderungen Wirtschaftlichkeit Potentiale / Fazit

5 Vorstellung VELUX

6 Weltweit größter Hersteller von Dachfenstern mit über ; Mitarbeitern in fast 40 Ländern Standort Sonneborn SIG Sonneborn Bauzubehör- Industriegesellschaft mbh, VELTERM Sonneborn GmbH Isolierglaswerk EMAS zertifiziert nach Energieeffizienzmaßnahmen seit 2007 (u.a. 238 KWp Photovoltaikanlage)

7 Fläche von ca m² Fertigung der hochwertigen VELUX - Dachflächenfenster Der Produktionsstandort umfasst: 8 Produktionshallen, 3 Lagerhallen und ein Zentrallager

8 Potenzial der Wärmerückgewinnung unterschiedlicher Branchen in Dt. 2010

9 Faktoren für Potenzialanalysen zur Abwärmenutzung Temperaturniveau Verfügbare Wärmemenge, Maximal- und Durchschnittsleistung Zeitlicher Verlauf von Wärmeangebot und Wärmebedarf Wärmeträgermedium (spezifische Wärmekapazität und Zusammensetzung Örtliche Gegebenheiten: Platzverfügbarkeit, Distanz zur Wärmequelle Quelle: Ocean Energy

10 Abwärme entsteht beim Betrieb techn. Geräte, in Produktions- und Energieumwandlungsanlagen Wärmeanfall in dissipativen Systemen (bei technischen Prozessen) Wärmeabgabe durch Strahlung, Leitung, Konvektion (ungewollt z. B. durch mangelnde Dämmung; gewollt, z. B. Wärmeentzug bei Rückkühlern) Abwärme birgt ein großes Energie- Einsparpotential Quelle: taz

11 Abwärmequellen Abgase aus Verbrennungs- und Wärmeprozessen 400 C 350 C 300 C Abwärmenutzung Hochdruckerzeugung, Stromerzeugung mittels Dampf Speisewasser- und Verbrennungsluftvorwärmer Nachverdampfung in Dampferzeugungssystemen, Wasserdampf Kältemaschinen, Kompressoren, Trocknungs- und Prozeßanlagen, warme Abwässer oder Kühlwässer aus Produktionsmaschinen Lüftungsanlagen Quelle: LfU Bayern 250 C 200 C 150 C 100 C 50 C 0 C Produktionsprozesse, Trocknung, Niederdruckdampf, Sorptionskältemaschinen Raumheizung, Warmwasser, Trocknungsprozesse Wasservorwärmung, Wärmepumpen

12 Kälteanlagen, Kühlung 35% bis 95% der abzuführenden Kühlenergie nutzbar rentabel ab 2000 Jahresbetriebsstunden Investitionskosten von ca. 90 bis 560 pro kw Abwärmeleistung niedrige Kosten bei großen Leistungen höhere Kosten bei kleinen Leistungen Quelle: IWB

13 Raumlufttechnische Anlagen 35% bis 90% der Abluftenergie zur Frischluftvorwärmung nutzbar rentabel ab ca. 60 m³ Frischluftmenge pro Stunde ab m³/h gesetzlich vorgeschrieben Investitionskosten von ca. 300 bis pro m³/h Frischluft niedrige Kosten bei Platten- oder Rotationswärmetauschern höhere Kosten bei KVS oder Wärmerohr Quelle: OFD Karlsruhe

14 Aufgabenstellung/Istzustand Schäumerei Hohe Innentemperaturen, teilweise bis zu 35 C (Außenklima, Hydraulikkühlung, Prozess des Formgebens) Lüftungsanlage ohne WRG Biomasseheizkessel mit 4,2 MW = Kapazitätsgrenze. durch geeignete Maßnahmen - die Verbesserung der Arbeitsbedingungen - Senkung der Wärmeleistung - Senkung der Energiekosten - Senkung der Nacharbeitsquote (5-10%) - Reduzierung der Raumluftfeuchte

15 Die Umsetzung 30 Formträger = 166 KW Frischluft mit 100% Außenluft 3 Lüftungsanlagen mit m³/h Für Hydraulikkühlung = 150 kw Kälte über KKM Optimierung des Bestandes Warum? Veränderter Produktionsprozess; Änderung der Ausgangsstoffe im Formgeben Folge Auslegungsparameter der Lüftungsanlage ändern sich

16 Wirtschaftlichkeit 2 Kompressionskältemaschinen 2 Absorptionskältemaschine Leistung 350 kw 350 kw (2x175 kw) Kosten , ,- elektrische Aufnahmeleistung 68 kwel. 15 kwel. Einsparung Strom ,- p.a. Amortisation - 2,6 a Wartung 5.500,- /a 2.438,- /a Förderung keine Förderung möglich über das BMU ca. 25% der Investitionssumme

17 Durch Analyse Istzustand und Messung der MAK-Werte Lüftung Reduzierung der Luftmenge auf m³/h Einsparung Elektroenergie von 250 MWh/a. Einsparung CO 2 von 120 t/a Kühlung 75% Einsparung Strombedarf = 428 MWh/a Reduzierung des CO 2 -Ausstoßes um 712 t/a Effekt Verwertung von Reststoffen = Vollendung des Wertstoffkreislaufes

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20 Herausforderungen Innere Lasten Schnittstellen - viele Gewerke Rotor zerlegt angeliefert Bau verzögert sich Situation vor Ort >>> Späneförderung ist in der Nähe und verschmutzt Rückkühler

21 Ausblick / Potentiale Entscheidend für Kälteerzeugung Kombination der Technologien Verfügbarkeit kostenloser Abwärme (Solar, BHKW, Verbrennung von Prozessen) Der Markt der Abwärmenutzung wird in den kommenden Jahren im Wesentlichen durch zwei Aspekte vorangetrieben zum einen durch die Bedeutung der Energieeffizienz und zum anderen durch die tendenziell steigenden Kosten für Energie.

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit IPH Klawonn.Selzer GmbH Friedrich-Ebert-Straße Weimar/Thüringen NL Frankfurt am Main Gerbermühlstraße Frankfurt am Main