Pilotanlage zur Wärmerückgewinnung aus Laserschneidmaschinen. Dipl.-Ing. (FH) Christoph Reuter

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1 Pilotanlage zur Wärmerückgewinnung aus Laserschneidmaschinen Dipl.-Ing. (FH) Christoph Reuter

2 Motivation Frage.. Wie schafft man es, in einem energieintensiven, blechverarbeitenden Betrieb - den Gas- und Stromverbrauch / CO 2 - Ausstoß zu verringern - dadurch Geld einzusparen - und nebenbei ein umweltfreundliches Image zu erhalten? Antwort Thermische Kopplung von - ungenutzten Abwärmequellen - mit Wärmesenken, die mit konventioneller Methode beheizt werden. 2

3 Projekt: Vorgestelltes Projekt: Kopplung von Laserschneidmaschinen mit dem Vorbehandlungsbecken einer Pulverbeschichtungsanlage 3

4 Inhalt 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 4

5 Vorstellung der Unternehmen Walter Th. Hennecke GmbH (Kunde) Industrielle Blechbearbeitung: u.a. Konstruktion, Platinenfertigung, Umformtechnik, Oberflächentechnik Mitarbeiter: ca. 240 Sitz: Neustadt / Wied im Westerwald iqma-energy GmbH & Co. KG Tätigkeitsfeld: Energiemanagement, Blockheizkraftwerke, Steuerungsbau, Photovoltaik Mitarbeiter: 13 Sitz: Eslohe im Sauerland 5

6 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 6

7 Situation vor Umrüstung Erhitzen der Vorbehandlungsbecken auf ca C für die Pulverbeschichtung durch eine konventionelle 400kW- Gasheizung Pulverbeschichtung Gasheizung Kühlen von fünf Laserschneidmaschinen auf ca. 22 C durch jeweils ein Kühlaggregat Laserschneidmaschinen Laser-Kühlaggregat 7

8 Situation vor Umrüstung Energieschema Blechbearbeitung 5x Laserschneidmaschinen Wärme Elektr. Netz Wärme Umwelt Kühlaggregat Gasnetz Gasheizung Wärme Vorbehandlungsbecken 8

9 Situation vor Umrüstung Leistung, Umweltbelastung, geschätzte Kosten Kühlaggregate Gasheizung Nennleistungsaufnahme: Betriebsleistungsaufnahme: Jahresbetriebsleistungsaufnahme: 173KW (34,6 kw p.s.) 103.5KW (20,7 kw p.s) 410 kw 209 kw kwh/a kwh/a CO 2 Belastung: kg/a kg/a Kosten: (bei 10 Cent/kWh) (bei 3.99 Cent/kWh) 9

10 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 10

11 Ziel des Projekts Vermeidung des Gasbrennereinsatzes in der Pulverbeschichtung bei Abwärmenutzung der Laserschneidmaschinen (LSM). Einsparung des elektrischen Energieverbrauchs der Kühlaggregate Besseres Hallenklima und weniger Staubaufwirbelung durch Vermeidung der Kühlaggregate an den LSM. Geringerer CO 2 Ausstoß 11

12 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 12

13 Projektrealisierung 13

14 Projektrealisierung Energieschema Blechbearbeitung 5x Laserschneidmaschinen Elektr. Netz Kühlschnittstelle Wärme Umwelt Wärmepumpe Wärme Gasnetz Gasheizung Vorbehandlungsbecken 14

15 Projektrealisierung Herzstück der Wärmerückgewinnung: Die Wärmepumpe 4-Stufiger Leistungsbereich bis 380KW Passendes Temperaturniveau an Verdampfer- und Verdichterseite Kommunikationsfähigkeit Integrierbarkeit : Regelung der Leistungsstufen der WP Freigabesteuerung 15

16 Projektrealisierung Speichertechnik 2 Speziell entwickelter Schichtspeicher Hohe Volumenströme Jeweils ca Liter, teils isoliert Mehrere Anschlussmöglichkeiten für weitere Optionen 16

17 Projektrealisierung Kühlschnittstellen Kompakte Bauweise Regelt Volumenstrom für jede einzelne Laserschneidmaschine 17

18 Projektrealisierung 18

19 Projektrealisierung Gewährleistung der Temperaturniveaus über Redundanz durch 1. Die parallel geschaltete bestehende Gasheizung 2. Und in Reihe zu den neuen Kühlschnittstellen gesetzte bestehende Kühlaggregate Parallelschalten der Gasheizung Kühlaggregat Kühlschnittstelle 19

20 Projektrealisierung Gasheizung 27 C 22 C 65 C 55 C Vorbehandlungsbecken Pulverbeschichtung 20

21 Projektrealisierung Leistung, Umweltbelastung, geschätzte Kosten neuer Komponenten Wärmepumpe Umwälzpumpen Nennleistungsaufnahme: 85 kw 9,2 kw Betriebsleistungsaufnahme: 52 kw 5,63 kw Betriebsheizleistung mit COP- Wert von 4: Jahresbetriebsleistungsaufnahme: 208 kw kwh/a kwh/a CO 2 Belastung: kg/a kg/a Kosten: (bei 10 Cent/KWh) (bei 10Cent/KWh) 21

22 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 22

23 Situation nach Umrüstung Gegenüberstellung der alten und neuen elektrischen Verbraucher p.a. Energiebedarf / KWh CO 2 Belastung / kg Kosten / Kühlaggregate Kühlschnittstellen () () () Wärmepumpe Umwälzpumpen EINSPARUNG:

24 Situation nach Umrüstung Geschätzte Gesamtbilanz der CO 2 -Einsparung und der Kostenreduktion im Vergleich zur Anlage vor der Umrüstung p.a. Elektrische Verbraucher CO 2 Belastung / kg Kosten / Gasheizung EINSPARUNG GESAMT

25 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 25

26 Fazit Vollständige Abdeckung des Wärmebedarfs Gasbrenner ist lediglich Reserve Wanderung der elektrischen Leistung von den Kühlaggregaten zur Wärmepumpe Senkung des elektrischen Verbrauchs Reduzierung des CO 2 Ausstoßes 26

27 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 27

28 Ausbau Weitere Wärmesenken wurden hinzugefügt: Decken-Wärmestrahler in neuer Lagerhalle Heizung und Dusche in neue Büros und Sozialräume Je höher die Auslastung, desto weniger Energiekosten Bei optimaler Auslastung: 4 Jahre Amortisierungszeit 28

29 Auszeichnungen Kategorie Energieeffizienz Triple-E-Award 2013 von enercity Hannover 29

30 Kontakt / Auswertung Christoph Reuter iqma-energy GmbH & Co. KG Am Hammer Eslohe Telefon: / Mobil: 0175 /

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 31