Energie aus Abwasser

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1 Energie aus Abwasser

2 Rabmer Gruppe Innovation basierend auf Tradition Rabmer ist eine international tätige Firmengruppe bestehend aus 7 Firmen mit Hauptsitz in Altenberg/Linz, Österreich Ein Familienunternehmen in der 2. Generation - Gründung 1963 durch Josef und Maria Rabmer Seit 2002 ist Mag. Ulrike Rabmer-Koller Geschäftsführerin und seit 2011 alleinige Eigentümerin Tätigkeitsfelder: Hoch- und Tiefbau, Immobilien, Kommunale Dienste, Umwelttechnologie und Erneuerbare Energie, Consulting 86 Mitarbeiter, rd.14 Mio. Euro Umsatz

3 Energie aus Abwasser Keine Erfindung der Gegenwart Deutschland erste Patente 1970 erste Projekte ab 1982 (Esslingen, Wiesbaden, Berlin) Schweiz erste Technologien und Referenzen vor 40 Jahren erste Anlagen im Kanal 1982, erste Patente 1996 Österreich Referenzen im Hausbereich, Kanäle, Industrie Energie aus Abwasser 3

4 Anwendungsbereiche Haustechnik (kommunal, Gewerbe, Krankenhäuser, Hotels, etc.) Abwasserkanal - Freispiegelleitungen (Wärmegewinnung/Überschusswärme- Kältegewinnung im Energieverteilnetz Kanal ) Abwasserkanal - Druckrohrleitungen Kläranlage ( vor und nach ) Thermalwasser Energie aus Abwasser 4

5 Haustechnik - Voraussetzungen Allgemeine Voraussetzungen Kontinuierlich verfügbare Abwassermengen Durchflussmenge: mind. 2 m³ pro Tag Wohnbauten: Grauwasserrohrleitung getrennt von Fäkalabwässer zentrale Warmwasserbereitung Abhängig von Temperatur Nähe zum Verbraucher Auslegung Wärmetauscher Betriebsstunden Reinigungsbedarf Eingesetzter Technologie Bewilligungen, etc. Energie aus Abwasser 5

6 Haustechnik - Technologie Plattenwärmetauscher - Durchlaufsystem vorgereinigtes Abwasser fließt durch den Gegenstrom- Plattenwärmetauscher und dient z.b. Frischwasser-Vorwärmung tägliche Selbstreinigung geringer Platzbedarf Energie aus Abwasser 6

7 Haustechnik - Technologie Wärmetower statisches System Abwasser wird im Mantel des Towers gesammelt und erwärmt das Frischwasser im Innenbehälter erwärmtes Wasser wird vom oberen Teil des Innenbehälters entnommen tägliche Selbstreinigung Energie aus Abwasser 7

8 Haustechnik - Technologie Einsatz von diversen Wärmetauschern mit oder ohne Wärmepumpe bis zu 2/3 der Wärme zurückgewinnen Anbindung an Energienutzung gemäß kundenspezifischer Konfiguration Hohe Leistung bei kleinem Platzbedarf (30-40 kw) Amortisation: 4-5 Jahre realistisch Energie aus Abwasser 8

9 Haustechnik - Einsatzbereiche Potenzielle Einsatzbereiche für Heizung und Warmwasserbereitung Krankenhäuser Thermen, Bäder, Freizeitparks Seniorenheime, Kuranstalten Großküchen/Kantinen Wäschereien Lebensmittelverarbeitende Industrie Schlachthöfe Abfüllbetriebe Papierfabriken Textil- und Lederindustrie etc. Energie aus Abwasser 9

10 Referenz AKH Linz Problemstellung 10 m³ Küchenabwässer, C direkte Einleitung in Kanalnetz Kein Platz in Großküche für Wärmetauscher vorhanden Projektziel Energieeinsparung durch Nutzung der Wärme aus dem Abwasser für Vorerwärmung des Frischwassers Umsetzung Einsatz selbstreinigender Gegenstrom- Plattenwärmetauscher ohne Einsatz einer Wärmepumpe Durchflusssystem, ca. 2 m² Grundfläche für Filter Ergebnis Vorerwärmung Frischwasser von 10 C auf 24 C durch Wärmetauscher Amortisationsdauer: ca. 5 Jahre 2014_V01 10

11 Referenz Hummelhofbad Linz Problemstellung warme Abwässer verweilen 1 Tag im Chlorabsetzbecken und werden ungenützt in das Kanalsystem abgeleitet Projektziel Energieeinsparung durch Nutzung der Wärme aus dem Abwasser für Vorerwärmung des Frischwassers Umsetzung Nutzung stationäres System mit 24 h Verweildauer Einbau von Glattrohr-WT in Rückspülbecken Durchflusssystem, ca. 2 m² Grundfläche für Filter Ergebnis Vorerwärmung Frischwasser von 10 C auf 24 C durch Wärmetauscher Einsparung: ca kwh/jahr 2014_V01 11

12 Abwasserkanal Schema Nutzung im Abwasserkanal Energie aus Abwasser 12

13 Abwasserkanal - Voraussetzungen Durchflussmenge mindestens 10 l/s (Tagesmittel bei Trockenwetter) Min. Temperatur: C Min. erforderlicher Kanaldurchmesser 400 mm bei vorproduzierten Elementen 800 mm bei nachträglichem Einbau Abkühlung Abwasser nach Nutzung nur in Ausnahmen > 0,5 C Abstand Kanal zum Verbraucher: max. 300 m Min. anzuschließende Verbraucher: 80 kw Abwasserwärmenutzung im Kanal ca. 2.5 kw/m² Wärmetauscheroberfläche erzielbar Richtwerte - abhängig von Auslegung, Bewilligung, Betriebsstunden, Reinigungsbedarf, Technologie, Energie aus Abwasser 13

14 Abwasser - Freispiegelleitungen Technologieübersicht Als begehbarer Rinnenwärmetauscher In der Betonleitung Kanalrohr - Außenseite Externer Wärmetauscher Energie aus Abwasser 14

15 Abwasser Freispiegelleitungen Technologie Rinnenwärmetauscher (RWT) allgemein für alle Kanalformen geeignet Industriell gefertigte Plattenwärmeüberträger aus Edelstahl Einbau bei bestehenden und neuen Kanälen möglich RWT mit Trockenwetterinne Verteilungsleitungen unterhalb der Seitenflächen vollständige Überströmung auch bei Trockenwetter Vorteile: Schnelle Montage, optisch keine Rohre sichtbar Nachteile: erschwerter Zugriff bei Kontrollen, Revisionen, etc. RWT in Schalenform Verteilungsleitungen ober/unter den Schalen Vorteile: rasche Einbauzeit, Zugriff bei Kontrolle, geringer Querschnittsverlust im Kanal Nachteile: höhere Investitionskosten Energie aus Abwasser 15

16 Abwasser Freispiegelleitungen Technologie Im Betonrohr integrierte Wärmetauscher Vorteile Rasche Montage Standardprodukt maßgeschneiderte Lösungen Nachteile kein Zugriff bei Kontrollen, Revisionen nur für neue Kanäle geeignet Anfälligkeit bei Senkungen, Hebungen, etc. Energie aus Abwasser 16

17 Abwasser Freispiegelleitungen Technologie Externe Wärmetauscher Selbstreinigende Rührbündel- Wärmetauscher in Kombination mit einer Wärmepumpe zur Rückgewinnung von Wärme außerhalb des Kanals Vorteile unempfindliche Wärmetauscher speziell für Abwasser und Schlämme Selbstreinigend Nachteile Entnahme Abwasser aus Kanal und externes Pumpwerk notwendig hohe Investitionskosten zusätzlicher Platz- und Energiebedarf Rückführung Siebgut in Kanal Energie aus Abwasser 17

18 Abwasser Druckrohrleitungen Technologie 1) 1) in Kombination mit Abwasser-Wärmepumpe Doppelmantel extern Mit Verteilungsleitungen Als Einschub Doppelmantel im Kanal Energie aus Abwasser 18

19 Abwasser Druckrohrleitungen Technologie Doppelmantelrohr Wärmetauscher Einbau in bestehende Druckrohrleitungen oder Neubau Ersatz von bestehenden Druckleitungen Bypass Lösungen an Druckleitungen Vorteile hohe Abwassermengen minimaler Druckverlust durch Wärmetauscher Wärmeentzug aus gesamten Rohrumfang Nachteile Kein Zugang bei Revisionen Energie aus Abwasser 19

20 Innovative Großanlagen Partnerschaft für Realisierung, Betrieb Heizung/Kühlung von Betriebsanlagen, Krankenhäuser etc. > 500 kw Abwassernutzung aus jeweiligem Hauptsammler Entnahme von m³ pro Tag Förderung über gesondertem Schacht eigenentwickelte Förder- und Siebtechnik Wärmeentzug über externe Rohrbündel- Wärmetauscher Bild : Wärmetauscher mit hohem Selbstreinigungseffekt gesteuert über Siebtechnik + Abwassergeschwindigkeit Energie aus Abwasser 20

21 Innovative Großanlagen Partnerschaft für Realisierung, Betrieb Hochleistungs-Wärmepumpen mit bis zu 4 MW Leistung Komplette Heizung und Kühlung der Gebäude Planung, Errichtung, Betrieb, Wartung/Instandhaltung Internationales Planungs- und Betreiberteam Projekt- und Betriebserfahrung > 5 Jahre Amortisation: 5-7 a Bild : Hochleistungs-Wärmepumpen mit hoher Leistungszahl/COP und präziser Anpassung Wärmebedarf (Invertertechnik) Energie aus Abwasser 21

22 Beispiel IKEA Berlin Abwasser-Druckrohrleitung Durchmesser: DN 1000 mm Länge Wärmetauscher 204m Abwassermenge: m3/h (Jahresschnitt) 3 Wärmepumpen ca kw Heizleistung und 1200 kw Kälteleistung Max. Auskühlung Abwasser: 1,6 K Energie aus Abwasser 22

23 Beispiel IKEA Berlin - Kühlung Amortisation Gesamtsystem: 7 Jahre Einsparung CO2: 532 t/a Energie aus Abwasser 23

24 Beispiel SPAR Salzburg - Kühlung Nutzung Abwasserwärme Almkanal (denkmalgeschützt Jhdt.) Kühlung (111 kw) 2 SPAR- Märkte Getreidegasse Salzburg Details s. Erfahrungsbericht Almkanal Salzburg SPAR Markt Ing. Andreas Wachter, Moser&Partner Energie aus Abwasser 24

25 Thermalwasser Technologieüberblick Einsatz Wärmetauscher und Wärmepumpe Nutzung Überlauf Thermalwasser, meist > 30 C Referenz Leukerbad/Schweiz Nutzung 8-9 l/s Abwasserstrom Entzug von 450 kw Speziell geschaltete, externe Wärmetauscher + Wärmepumpe Selbstreinigendes System Energie aus Abwasser 25

26 Neue Technologien im Entwicklungsstadium Technologien im Abwasserkanal OHNE Wärmetauscher Abwasserführung direkt aus Druck-Kanal auf Verdampfer Wärmepumpe (als Split-Wärmepumpe ausgeführt) Einsatz unterschiedlicher Kältemittel Wärmeüberträger aus Kunststoff bei Schlauchliner-Kanalsanierung Technologien befinden sich noch in Entwicklung, noch wenige belastbare Referenzen bzw. problematisch bezüglich eingesetzter Kältemittel Energie aus Abwasser 26

27 Energie aus Abwasser Tendenzen/Perspektiven Optimierung und rasche Weiterentwicklung bestehender Produkte Verbesserte Energieausbringung Erhöhung Lebensdauer Wärmetauscher (50 a), hocheffiziente Abwasser -Wärmepumpen etc. Neue Hersteller, Produkte, Patente, am Markt - Technologieangebot wächst Anti-Fouling-Systeme Erhöhung Wärmetauscherleistung Hohes Maß an Vorfertigung senkt Installationskosten Wesentlich kürzere Amortisationszeiten (von > 20 auf 3-6 a) Energie aus Abwasser 27

28 Energie aus Abwasser Tendenzen/Perspektiven Abbau Vorurteile seitens Kläranlage, Kanalbetreiber etc. keine Nachteile auf der Kläranlage Energiegewinnung auf Kläranlage oder im Ablauf wird zunehmend eingesetzt Anteil Haustechnik- und Industrieanwendungen stark wachsend Contracting Jahre Energie aus Abwasser 28

29 Energie aus Abwasser Potential für die Zukunft Bereits jetzt ermöglicht die hohe Technologievielfalt optimale Lösungen für unterschiedlichste Anforderungen im Bereich Energie aus Abwasser zu finden aufbauend auf konkreten Machbarkeitsstudien, über Projektierung/Auswahl der Technologie, Bau/Montage und Inbetriebsetzung, resultierend in einem reibungslosen und wirtschaftlichen Betrieb! Energie aus Abwasser 29

30 Rabmer GreenTech GmbH Bruckbachweg 23, A-4203 Altenberg, T , F E greentech@rabmer.at W Energie aus Abwasser 30