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WÄRMERÜCKGEWINNUNG
BEEINDRUCKENDES EINSPARPOTENZIAL UND EIN SCHRITT ZUR CO2 NEUTRALEN PRODUKTION
Member of
the technotrans group
fachinfo WÄRMERÜCKGEWINNUNG
›› GELD SPAREN DURCH WÄRMERÜCKGEWINNUNG
›› WOHER STAMMT DIE WÄRME
›› REDUZIEREN DER GESAMTENERGIEKOSTEN
›› ABWÄRME KANALISIEREN HEISST ENERGIE KANALISIEREN
›› DAS MAXIMUM VORHANDENER ENERGIE NUTZEN
›› WÄRME AUS DEM GESCHLOSSENEN KREISLAUF
WÄRMERÜCKGEWINNUNG
1
Die Abwärme von und an Druckmaschinen ist über die vergangenen Jahrzehnte
rapide angestiegen. Dies bringt Probleme
im Druckprozess mit sich, die jedoch
weitestgehend über moderne zentrale
Wasserkühlungen gelöst werden können.
Die gestiegene Abwärme bietet aber auch
Chancen – nämlich deren Nutzung zur
Reduzierung der Gesamtenergiekosten in
einem Druckereibetrieb.
3
afreie Kühlung mit Wasser/Glykol für
Maschinenkonfigurationen, die eine maximale
Zulauftemperatur von 40 °C zulassen
bPumpstation
cRohrnetz für Wasser oder Wasser/Glykol-
2
››1970 ca. 10 kW
››1995 ca. 45 kW
ZENTRALE
WASSERKÜHLUNG
Die Nutzung der im Drucksaal aufgewendeten Energie fällt besonders
dort leicht, wo die Abwärme einer oder
mehrerer Druckmaschinen zentral über
ein wasser­geführtes Rückkühlsystem
abgeführt wird.
››Druckmaschine: 3B-Format - 6 Farben UV, IRTL Trockner, Luftversorgungsschrank, UV Anlage mit 6
Lampen, Zwischen- und Endtrocknung, Feuchtmittel-Aufbereitung, Farbwerk-Temperierung.
Gemisch
Positive Effekte neben der Möglichkeit
zur Wärmerückgewinnung
››höhere Produktivität durch stabiles
Drucksaalklima
››keine Überlastung von vorhandenen
Lüftungs- und Klimaanlagen
››geringere Luftgeschwindigkeit im
Drucksaal, weniger Staubverteilung
››geringerer Wartungsaufwand für die
Peripheriegeräte
››geringerer Bedarf an Heizenergie
››geringerer Bedarf an Befeuchtung
››Einsparungen bei den
Gesamtbetriebskosten
››2010 ca. 120 kW
ENERGIEERHALTUNGSSATZ
VERURSACHER VON
ABWÄRME
Die Aggregate an einer Druckmaschine
verursachen eine Abwärme von bis zu
250 kW. Oder wie in diesem Beispiel an
einer 6 Farben-Maschine mit UV-Trocknung bis zu 170 kW.
9 kW Feuchtmittel-Aufbereitung
30 kW Farbwerk-Temperierung
Energie wird niemals vernichtet , sondern
nur in andere Energieformen gewandelt.
Je höher die Temperatur der Abwärme
ist, um so höher ist ihre Wertigkeit zur
weiteren Nutzung. Für eine möglichst effektive Nutzung der Abwärme muss ihre
weitere Verwendung dem zur Verfügung
stehenden Temperaturniveau angepasst
werden.
35 kW Schrank- und Aggregatkühlung
››Die gesamte Abwärmeleistung aller Peripheriegeräte kann gebündelt der Wärmerückgewinnung
96 kW UV-Trocknerkühlung
zugeführt werden. Abhängig von der Konfiguration kann es sinnvoll sein, Abwärme von einzelnen Geräten
zu nutzen.
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›› AUS DER PERIPHERIE GEZIELT IN DEN RAUM
›› HALLENHEIZUNG MIT LUFTERHITZERN
›› AUS DER PERIPHERIE GEZIELT IN DIE HAUSTECHNIK
›› INTELLIGENTE REGELUNG SICHERT PROZESS UND VERBRAUCHER
Die Schnittstelle zur unkomplizierten
Nutzung der Abwärme in der
Haustechnik
Überschüssige Energie in Form von
Wärme wird direkt aus dem Kreislauf der
Maschine in ein Wärmerückgewinnungsmodul abgeführt und auf diesem Weg in
der vorhandenen Haustechnik nutzbar
gemacht. Das Spektrum der aufzunehmenden Leistung umfasst Module von
50 kW bis 200 kW.
››die direkte Lösung zur Abwärmenutzung - aus der
Peripherie gezielt in den Raum
WÄRME NUTZBAR MACHEN
LUFTERHITZER
Entweder ganz einfach oder vielfach
nutzen
Grundsätzlich bieten sich zwei Lösungen
an. Zum einen kann die Wärme direkt zum
Heizen der Produktionsräume oder des
Lagers genutzt werden, zum anderen
kann sie aber auch in das vorhandene
Heizungsnetz mit eingebunden werden.
Als Lufterhitzer stehen zwei Leistungsgrößen von 14 kW und 33 kW zur Verfügung. Beide Geräte können sowohl
einzeln, als auch kombiniert verwendet
werden. Zu einen Paket gehört in jedem
Fall ein Lufterhitzer mit Ausblasjalousie,
die entsprechenden Wand- und Deckenhalterungen, ein Raumthermostat und ein
Schaltgerät. Sollen weitere Lufterhitzer
an das gleiche Paket mit angeschlossen werden, so ist dies bis zu 4 Geräten
möglich. Neben den weiteren Geräten ist
dann auch noch ein Verteilerschaltkasten
erforderlich.
Die direkte Lösung zur Abwärmenutzung
Wärme wird direkt aus dem Kreislauf der
Maschine abgeführt und über einen ein-
Lufterhitzer
Volumenstrom
Temperatur Ein-/Austritt
LH 14
m /h
2830
°C
18/32,5
3
Medium
Temperatur Ein-/Austritt
Volumenstrom
Anschlussmaße
fachen Ventilator z. B. zur Temperierung
des Papierlagers genutzt. Durch annähernd gleiche Temperaturen in Drucksaal
und Lager muss sich das Papier nicht
lange akklimatisieren und kann entsprechend schneller in die Maschine. Diese
Variante ist eine Turn-Key-Lösung die
von technotrans vollständig realisiert
wird.
Hierbei sind für die Anwender drei Effekte
zu erzielen: Sie sorgen kostenneutral für
Heizung und warmes Wasser, sie entlasten Ihre konventionelle Heiztechnik – und
sie reduzieren deutlich den CO2-Ausstoß
des Unternehmens. Bei dieser Lösung
liefert technotrans die Schnittstelle für
den Installateur der Haustechnik.
Das Wärmerückgewinnungsmodul wird
z. B. in die Rücklaufleitung der Kühlwasserversorgung von den Peripheriegeräten
der Druckmaschinen eingebunden. Durch
seine intelligente Regelung stellt das
Modul sicher, dass keine Wärme seitens
der Haustechnik in den Kühlkreislauf in
der Druckproduktion eingespeist werden
kann. Umgekehrt wird ausgeschlossen,
dass die Temperatur dort unzulässig, das
heißt unter die gewünschte Temperatur
die zum sicheren Betrieb der Peripheriegeräten erforderlich ist, abgekühlt wird.
Wärmerückgewinnungsmodule
LH 33
Leistungsgrößen
50, 100, 140 und 200
Wärmequellentemperatur Vorlauf
°C
42
Wärmequellentemperatur Rücklauf
°C
32
Leistungsangaben bei:
Wasser
Wasser
°C
40/35
40/35
m3/h
2,4
4,7
Primärseite
Sekundärseite
(-)
G 1“
G 1¼“
Heizleistung
kW
14
33
Schalldruck
dB(A)
62
55
mm
738
1026
Breite
Nutzkreislauf Vorlauf
°C
30
Nutzkreislauf Rücklauf
°C
40
bar
0,5
mm
1.000
Δp bei Nennvolumenstrom
Abmessungen
Abmessungen
Breite
HRM 50 bis 200
kW
Höhe
mm
616
904
Höhe
mm
1.900
Tiefe
mm
567
663
Tiefe
mm
700
2
2
Lüfterstufen
elektrischer Anschluss
400 V/3 Ph/50 Hz
››Wärmerückgewinnungsmodul verfügbar von
50 kW bis 200 kW
elekrischer Anschluss
400 V/3 Ph/50 Hz
Optionen primärseitig
Lade-Pumpe, Edelstahlausführung
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›› UMWELTSCHUTZ MIT GELD VOM STAAT
›› CO -REDUKTION AUCH ALS WERBEWIRKSAME BOTSCHAFT
2
LÖSUNGEN NACH MASS
Unterstützung durch öffentliche Gelder
Die Bundesregierung hat vor dem Hintergrund knapp werdender Ressourcen
zahlreiche Förderprogramme aufgelegt,
mit denen kleine und mittlere Unternehmen bei der Investition in energiesparende Lösungen unterstützt werden.
Ansprechpartner Nr. 1 ist für die Betriebe
hierbei die KfW Bankengruppe, deren
Programme wie “Erneuerbare Energien”
oder “Förderung der Energieeffizienz”
preiswerte Darlehen und die teilweise
Übernahme von Investitionen beinhalten.
Die Möglichkeiten sind hierbei vielfältig.
Individuelle Leistungsgrößen
Neben den positiven Umwelt-Effekten,
die sich in der Unternehmenskommunikation von Druckereien unter dem
Stichwort “Green Printing” nutzen lassen,
bedeutet eine Wärmerückgewinnung je
nach Auslastung des Betriebs schnell
bares Geld. Um individuell die beste
Lösung zu realisieren, ist das Angebot
an Abwärme mit den Möglichkeiten der
Nutzung abzugleichen. Dafür müssen die
nachfolgenden Informationen gegenüber
gestellt werden.
››Emissions-Schutz: Der Anspruch an jede Industrie, möglichst umweltschonend zu produzieren, hat
EINGABEWERTE
Basisdaten zur Beispielrechnung
Nutzbare Abwärme in kW............................145
Anzahl Arbeitstage/Woche.............................5
Heiztage pro Jahr............................................250
(in Deutschland je nach Region 220-290 Tage)
››Mit einer Wärmerückgewinnung beweisen Unternehmen einen aktiven Beitrag zur effizienten
Schadstoffreduktion.
CO2-Bildung bei der Verbrennung fossiler Energieträger
und bei der Stromerzeugung
Anzahl Schichten pro Tag..................................2
Stunden pro Schicht............................................ 8
Auslastung der Maschine %.........................70
CO2-Emission der „Heizenergie“............... 0,2
(hier am Beispiel in kg/kWh)
Energiekosten der „Heizenergie“..........0,04
0,60
Quelle: Schlussbericht der Enquete-Kommission
0,40
0,30
0,20
0,10
0
> Heizöl (leicht)
> Heizöl (schwer) > Steinkohle > Braunkohle
> Stromerzeugung
des Deutschen Bundestages „Schutz der Erdatmosphäre
(hier am Beispiel Erdgas in €/kWh)
0,50
20-50 kW
50-100 kW
> 100 kW
Wie viel Wärme könnte auf welchem Temperaturniveau genutzt werden?
35-40 °C
40-45 °C
45-50 °C
> 50 °C
Wie ist der Abstand von der Energieabnahme bis zur Hautechnik?
Ist eine Einbindung der Haustechnik sinnvoll?
janein
Existiert eine autarke Hallenheizung?
janein
Das passende Modul für eine Einbindung in die Haustechnik ist das:
HRM 50
Eigenleistung zur klimaneutralen
Produktion
Anstelle der üblichen Praxis Treibhausgasemissionen zu berechnen und durch
den Ankauf von Emissionszertifikaten
auszugleichen, leisten Druckereien mit
eigener Wärmerückgewinnung einen
autonomen Beitrag zur klimaneutralen
Produktion. Emissionsreduzierte Produktions- und Arbeitsprozesse, die negative
Effekte auf das klimatische Gleichgewicht
neutralisieren.
Erdgas
< 20 kW
HRM 80
HRM 140
HRM 200
Für eine Hallenheizung kommen in Frage:
längst das grafische Gewerbe erreicht.
> Abwärmeleistung im Betrieb gesamt:
x LH 14 +
Verteiler
x LH 33 +
Verteiler
Berechnung
Nutzbare
Abwärme
in kW
145
××
××
Arbeitstage
pro Woche
7
5/7
××
Heiztage
pro Jahr
××
Schichten
pro Tag ×
××
250
××
2
×
Stunden
pro Schicht
××
8
Aus-
Energie-
×× lastung ×= Einsparung
pro Jahr
××
70 %
×=
290.000
kW/a
CO2 Reduktion
290.000 kWh/a
××
0,20 kg/kWh
×= 58.000 kg/a
Einsparung
290.000 kWh/a
××
0,04€/kWh
×=
11.600 €/a
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››Autor:
Wilhelm Roer
technotrans
››Design Manager
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WÄRMERÜCKGEWINNUNG
Beeindruckendes Einsparpotenzial und ein großer Schritt
zur CO2 neutralen Produktion