Abwärmenutzung in Bäckerei
Bäcker Hansen produziert nicht nur die Backwaren für fünf Filialen selbst, die Wärme zur Warmwasserbereitung und zum Heizen ist ebenfalls hausgemacht – ressourcenschonend. Seit Sanierung der Wärme- und Kälteanlagen nutzt die Bäcker Hansen GmbH & Co. KG in Wrixum auf Föhr die Abwärme ihrer drei Öfen und der neuen Kälteanlage.
Eigentümer Volker Hansen erklärt: „Die Kälteanlage liefert mit 165 kW sogar deutlich mehr Abwärme als die Öfen. Allerdings fällt diese Wärme auf einem niedrigen Temperaturniveau von 45 °C an.“ Zu schade zum Verschwenden, aber doch zu kühl zum Heizen oder für die Warmwasserbereitung. Ein Kessel könnte die Temperatur anheben, aber die mit dem Erdgaseinsatz verbundenen CO2-Emissionen wollte der Bäckermeister vermeiden. Er setzt daher die “eXergiemaschine”von varmeco (www.exergiemaschine.com) als „Wärme-Booster“ ein.
Die Empfehlung für die “eXergiemaschine” kam von der Geerts GmbH, Schleswig, die seine Wärmeanlage geplant und installiert hat. Denn die Anlage macht aus brachliegender Energie (wie Abwärme auf zu niedrigem Temperaturniveau) Exergie, also nutzbare Wärme. Dazu benötigt die Maschine noch einen Wärme-Pufferspeicher, wie er ohnehin in den meisten Wärmezentralen steht. Diesem Speicher entnimmt die “eXergiemaschine” Wasser auf mittlerem Temperaturniveau, heizt einen Teil davon auf und speist ihn oben in den Speicher. Den anderen Teil des entnommenen Wassers kühlt die Maschine ab, bevor er unten in den Speicher fließt. Dies führt zu einer optimalen Temperaturschichtung im Speicher.
Bei Bäcker Hansen gibt es eine Besonderheit: Um die Abwärme der Kälteanlage nutzbar zu machen, wurde die “eXergiemaschine” mit einem zweiten, separaten Niedertemperaturspeicher (2000 l) kombiniert. Die Anlage ist so eingestellt, dass sie die in der Speichermitte herrschende Temperatur von ungefähr 45 °C auf etwa 70 °C anhebt. Erst dann gelangt die Wärme in den 3000 l großen Hochtemperaturspeicher, der auch die Abwärme der Öfen (bei ca. 70 °C) aufnimmt.
Dass die “eXergiemaschine” systembedingt zugleich heizt und kühlt, ist äußerst willkommen, denn so kühlt sie den Rücklauf zur Kälteanlage. Und die Kältetechnik arbeitet umso besser, je wirkungsvoller ihr Verflüssiger gekühlt wird. Auf diese Weise spart Hansen neben Erdgas auf der Wärmeseite auch Strom bei der Kälteanlage. Genau genommen spart er noch mehr Strom, weil die Abwärme der Kälteanlage, wenn sie anderweitig genutzt werden kann, nicht mit elektrisch angetriebenen Ventilatoren an die Umgebungsluft abgeführt werden muss.
Da der Erdgaskessel nur noch sehr selten laufen muss und Hansen grünen Strom einsetzt, sieht die CO2-Bilanz seines Betriebs nun viel besser aus als früher. Alleine durch das Nutzen von Wärme aus der Kälteanlage konnte er den CO2-Ausstoß im ersten halben Jahr nach Inbetriebnahme der “eXergiemaschine” um über 20 t CO2 senken.
Hansen: „Natürlich kostet eine Anlage wie die ‚eXergiemaschine’ erst einmal Geld, aber nach fünf Jahren hat die Energieeinsparung diese Kosten kompensiert. Ab dann sparen wir nicht nur CO2, sondern auch Geld.“
Bessere Temperaturschichtung mit der „eXergiemaschine“
Die „eXergiemaschine“, die varmeco und ihr Schweizer Partner BMS-Energietechnik entwickelt haben, stellt eine optimierte Temperaturschichtung im Pufferspeicher her. Dazu arbeitet im Inneren des Geräts eine einstufige Wasser-Wasser-Wärmepumpe (mit Nennwärmeleistungen Qth von 5 bis 40 kW), die für eine äußerst große Temperaturspreizung von etwa 50 K im Pufferspeicher ausgelegt ist und auch bei Quelltemperaturen von 55 °C und mehr arbeitet. Während des Betriebs entnimmt die „eXergiemaschine“ über zwei Kreisläufe Wasser aus der Mitte des Speichers. Ein Kreislauf leitet das Wasser zum Kondensator der Wärmepumpe, wo es erhitzt wird, bevor es in den oberen Teil des Speichers gelangt. Der andere Kreislauf führt über den Verdampfer und leitet das dort heruntergekühlte Wasser anschließend in den unteren Speicherbereich.
Da die „eXergiemaschine“ unabhängig vom Heizwärme- oder Warmwasserverbrauch eine optimierte Temperaturschichtung im Pufferspeicher herstellt, steigert sie oft auch die Effizienz. Zum Beispiel weil Quellen mit geringem Temperaturniveau teure Energieträger substituieren können. Oder weil das Nachheizen des Pufferspeichers effizienter erfolgt und die selteneren Ladezyklen die Quelle schonen. Mithilfe der „eXergiemaschine“ lässt sich auch mehr Energie mit dem gleichen Volumenstrom transportieren. Bei Neuanlagen dürfen die Leitungen daher kleiner ausfallen.
