Energie aus Abwasser
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Energie aus Abwasser 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 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 Anwendungsbereiche • Haustechnik (kommunal, Gewerbe, Krankenhäuser, Hotels, etc.) • Abwasserkanal - Freispiegelleitungen (Wärmegewinnung/ÜberschusswärmeKältegewinnung im „Energieverteilnetz Kanal“) • Abwasserkanal - Druckrohrleitungen • Kläranlage („vor“ und „nach“) • Thermalwasser Energie aus Abwasser 4 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 Haustechnik - Technologie Plattenwärmetauscher - Durchlaufsystem − − − vorgereinigtes Abwasser fließt durch den GegenstromPlattenwärmetauscher und dient z.B. Frischwasser-Vorwärmung tägliche Selbstreinigung geringer Platzbedarf Energie aus Abwasser 6 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 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 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 Referenz AKH Linz Problemstellung • • 10 m³ Küchenabwässer, 25-40 °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 GegenstromPlattenwärmetauscher 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 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. 250 000 kWh/Jahr 2014_V01 11 Abwasserkanal Schema „Nutzung im Abwasserkanal“ Energie aus Abwasser 12 Abwasserkanal - Voraussetzungen • Durchflussmenge – mindestens 10 l/s (Tagesmittel bei Trockenwetter) • Min. Temperatur: 10-15° 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 Abwasser - Freispiegelleitungen Technologieübersicht Als begehbarer Rinnenwärmetauscher In der Betonleitung Kanalrohr - Außenseite Externer Wärmetauscher Energie aus Abwasser 14 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 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 Abwasser – Freispiegelleitungen Technologie • Externe Wärmetauscher – Selbstreinigende RührbündelWärmetauscher 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 Abwasser – Druckrohrleitungen Technologie1) 1) in Kombination mit Abwasser-Wärmepumpe Doppelmantel extern Als Einschub Mit Verteilungsleitungen Energie aus Abwasser Doppelmantel im Kanal 18 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 Innovative Großanlagen Partnerschaft für Realisierung, Betrieb Heizung/Kühlung von Betriebsanlagen, Krankenhäuser etc. > 500 kW • Abwassernutzung aus jeweiligem Hauptsammler • Entnahme von 2.000-10.000 m³ pro Tag • Förderung über gesondertem Schacht • eigenentwickelte Förder- und Siebtechnik • Wärmeentzug über externe RohrbündelWärmetauscher Bild : Wärmetauscher mit hohem Selbstreinigungseffekt gesteuert über Siebtechnik + Abwassergeschwindigkeit Energie aus Abwasser 20 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 Beispiel IKEA Berlin • Abwasser-Druckrohrleitung • Durchmesser: DN 1000 mm • Länge Wärmetauscher 204m • Abwassermenge: 500-1300 m3/h (Jahresschnitt) • 3 Wärmepumpen – ca. 1500 kW Heizleistung und – 1200 kW Kälteleistung • Max. Auskühlung Abwasser: 1,6 K Energie aus Abwasser 22 Beispiel IKEA Berlin - Kühlung • Amortisation Gesamtsystem: 7 Jahre • Einsparung CO2: 532 t/a Energie aus Abwasser 23 Beispiel SPAR Salzburg - Kühlung • Nutzung Abwasserwärme Almkanal (denkmalgeschützt - 12. 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 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 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 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 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 15-30 Jahre Energie aus Abwasser 28 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 Rabmer GreenTech GmbH Bruckbachweg 23, A-4203 Altenberg, T +43 7230 7213-0, F +43 7230 7213-731 E [email protected] W www.rabmer.at Energie aus Abwasser 30
