Pilotanlage zur Wärmerückgewinnung aus Laserschneidmaschinen

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

2 Projekt: Vorgestelltes Projekt: Kopplung von Laserschneidmaschinen mit dem Vorbehandlungsbecken einer Pulverbeschichtungsanlage 3 Inhalt 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 4 2

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

4 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 Situation vor Umrüstung Energieschema Blechbearbeitung 5x Elektr. Netz Laserschneidmaschinen Wärme Wärme Umwelt Kühlaggregat Gasnetz Gasheizung Wärme Vorbehandlungsbecken 8 4

5 Situation vor Umrüstung Leistung, Umweltbelastung, geschätzte Kosten Kühlaggregate Gasheizung Nennleistungsaufnahme: 173KW (34,6 kw p.s.) 410 kw Betriebsleistungsaufnahme: 103.5KW (20,7 kw p.s) 209 kw Jahresbetriebsleistungs-aufnahme: kwh/a kwh/a CO 2 Belastung: kg/a kg/a Kosten: (bei 10 Cent/kWh) (bei 3.99 Cent/kWh) 9 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 10 5

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

7 Projektrealisierung 13 Projektrealisierung Energieschema Blechbearbeitung 5x Laserschneidmaschinen Elektr. Netz Kühlschnittstelle Wärme Umwelt Wärmepumpe Wärme Gasnetz Gasheizung Vorbehandlungsbecken 14 7

8 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 Projektrealisierung Speichertechnik 2 Speziell entwickelter Schichtspeicher Hohe Volumenströme Jeweils ca Liter, teils isoliert Mehrere Anschlussmöglichkeiten für weitere Optionen 16 8

9 Projektrealisierung Kühlschnittstellen Kompakte Bauweise Regelt Volumenstrom für jede einzelne Laserschneidmaschine 17 Projektrealisierung 18 9

10 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 Projektrealisierung 27 C 65 C 22 C 55 C 20 10

11 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: 208 kw Jahresbetriebsleistungs-aufnahme: kwh/a kwh/a CO 2 Belastung: kg/a kg/a Kosten: (bei 10 Cent/KWh) (bei 10Cent/KWh) Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 22 11

12 Situation nach Umrüstung Gegenüberstellung der alten und neuen elektrischen Verbraucher p.a. Energiebedarf / KWh CO 2 Belastung / kg Kosten / Kühlaggregate Kühlschnittstellen () () () Wärmepumpe Umwälzpumpen EINSPARUNG: Situation nach Umrüstung Geschätzte Gesamtbilanz der CO 2 Einsparung und der Kostenreduktion im Vergleich zur Anlage vor der Umrüstung p.a. CO 2 Belastung / kg Kosten / Elektrische Verbraucher Gasheizung EINSPARUNG GESAMT

13 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 25 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 13

14 1. Vorstellung der Unternehmen 2. Situation vor Umrüstung 3. Ziel des Projekts 4. Projektrealisierung 5. Situation nach Umrüstung 6. Fazit 7. Ausbau 27 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 14

15 Auszeichnungen Gewinner des Triple E Award 2013 von enercity Hannover mit Fa. Hennecke 29 Kontakt / Auswertung Christoph Reuter iqma-energy GmbH & Co. KG Am Hammer Eslohe Telefon: / Mobil: 0175 /

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 31 16