Aufrufe
vor 4 Jahren

7/8 | 2013

  • Text
  • Juli
  • Umweltmagazin
  • Unternehmen
  • Deutschland
  • Energien
  • Technik
  • Anforderungen
  • Energie
  • Anlagen
  • Verordnung

Bilder (3): KuK

Bilder (3): KuK EnergieTechnik, Thomas Schwandt Die Module der thermischen Solaranlage sind an der Südseite des Gebäudes vertikal installiert, umimWinter die Strahlen der tief stehenden Sonne nutzen zukönnen. Das ThermSelect-System nutzt über einen Sole/Wasser-Kreis auch die Erdwärme eines 180 Quadratmeter großen Flächenkollektors im Erdreich des Geländes. die Warmwasserbereitung. Für die Nutzung der verschiedenen regenerativen Energien sind vier wesentliche Komponenten installiert. Ein Luftaußengerät leistet imSystem die Haupt-Jahresheizarbeit. Die Nutzung der Erdwärme erschließt ein 180 m 2 großer Flächenkollektor im Erdreich des Geländes. Eine wichtige Pufferfunktion hat ein 8,5 Kubikmeter großer Eisspeicher, der ebenfalls in das Erdreich eingebracht ist. Die Wärme im Wasser und die im Gefrierprozess entstehende Kristallisationswärme gelangen über einen Sole/ Wasser-Kreislauf in die Heizungsanlage beziehungsweise stehen für die Warmwasserbereitung zur Verfügung. Als vierte Komponente ist ander Südseite des EnergieTechnik-Hauses eine rund 20 m 2 große thermische Solaranlage vertikal installiert, sodass auch die Strahlen der im Winter tief stehenden Sonne genutzt werden können. Die Solarthermie dient zur Warmwasserbereitung, unterstützt die Heizungsanlage und ermöglicht den notwendigen Auftauprozess zurRegenerationdes Eisspeichers. Virtuoses Zusammenspiel Die Steuerung der Anlage übernehmen zwei Regler in den beiden Luftund Solekreisen, die über ein BUS-System miteinander kommunizieren. Auf Basis von Messwerten und entsprechenden Vorgaben entscheidet sie darüber, welche der zur Verfügung stehenden Energiequellen inder aktuellen Situation wie genutzt werden sollen. So kommen immer die Energiequellen zum Einsatz, die unter den jeweiligen Bedingungen den wirtschaftlichsten Betrieb ermöglichen. An heißen Sommertagen genügt die thermische Solaranlage zur Warmwasserbereitung. Ohne direkte Sonneneinstrahlung wird das Luftaußengerät angefordert –möglicherweise im parallelen Betrieb. Inder Übergangszeit mit geringer werdendemSolarertrag liefert das Luftaußengerät die nötige Energie für Warmwasserbereitung und ersten Heizbetrieb. Sinkt die Lufttemperatur unter die Temperatur im Erdreich,wird der Solekreis des Erdkollektors als zusätzlicher oder alleiniger Energielieferant genutzt. In derkältesten Jahreszeit kommt zunächst die Komponente mit der höchsten verfügbaren Temperatur zum Einsatz, entweder das Luftaußengerät, der über die Solaranlage mit Wärme aufgeladene Eisspeicher, Solarthermie oderErdkollektor. Für die kontrollierte Lüftung des Gebäudes sorgt ein Nilan-Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung. Die Wärmeenergie der abgeführten Luft wird über das ThermSelect-System für eine kleine Luft-Wärmepumpe genutztund dient somit als weitere Wärmequelle im Energie-Mix des Systems. Für die passive Kühlung steht das etwa 10 °C kühle Wasser imEisspeicher zur Verfügung. „Während man bei herkömmlichen Wärmepumpen-Systemen entweder von der Außenluft oder von der Erdwärme als Energiequelle abhängt, bietet die ThermSelect-Anlage maximale Flexibilität“, sagt Karow. „Das bedeutet zum einendie Sicherheit, dassauchbei wechselnden und ungünstigen Witterungsbedingungen immer eine zuverlässige Energieversorgung gewährleistetist.Vor allem aber erzielt die Hybridtechnik mit dem optimal angepassten Energie-Mix einzigartige Wirkungsgrade.“DieAnlage kommt je nachWärmequellen- und Vorlauftemperatur auf eine Jahresarbeitszahl vonüber4,5 und ist damit deutlich effizienter als herkömmliche Systeme. Zuverlässige Grundfos-Pumpen Zur hohen Betriebssicherheit der Anlage trägt auch die sorgfältige Auswahl der Bestandteile bei. „Wir verwenden ausschließlich hochwertige und in der Praxis bewährte Komponenten namhafter Anbieter,wie etwa die Regelungstechnik von Siemens“, so Karow. „Das giltauchfür die Umwälzpumpeninden verschiedenenRegelkreisen. Wirsetzen hier auf die neuesten Generationender Hocheffizienzpumpen von Grundfos, dieindiesem Bereichführend sind.“ Installiert sind im EnergieTechnik- Haus vor allem Modelle der Baureihen Alpha2 und Magna3. So dient eine Magna3 32–100 als Wärmequellenpumpe im Solekreis des Erdwärmekollektors, drei Alpha2 25–60 arbeiten als Umladepumpen zumUmschichtender Energie vomund in denEisspeicher, gesteuert jeweils über die beiden Hauptregler der ThermSelect-Anlage. Weitere Alpha2-Modelle finden sich inder Versorgung desWarmwasserpuffersund als Umwälzpumpen in den Heizverteilerkreisen des Gebäudes. Alpha2 und Magna3 sind mit Energieeffizienz-Indizesnochunterdem EU-Benchmarkvon 0,20 die jeweils effizientesten Pumpen ihrer Klasse.Die größereMagna3 istdarüber hinaus mit einerReihe nützlicher Zusatzfunktionen wie etwa einer Förderstrombegrenzung und einer Wärmemengenerfassung ausgestattet. Als neuester Stand effizienter Pumpentechnik werden die beidenBaureihenvor allem bei zukunftsweisenden Anlagen wie imEnergieTechnik-Haus bevorzugt eingesetzt. Jochen Krings, Professional Relations, Hamerhütte, Unternehmenskontakt: infoservice@grundfos.de UmweltMagazin Juli -August2013 31

TECHNIK UND MANAGEMENT Wasser/Abwasser Bei der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften von Metallen und Legierungen fallen Abwässer an, die bisher über Ionentauscher aufbereitet wurden, bevor sie indie öffentliche Kanalisation eingeleitet werden konnten. Sowohl aus wirtschaftlichen, als auch aus Umweltschutzgründen beschloss Bodycote die konventionelle Abwasseraufbereitung durch ein Vacudest Vakuumdestillationssystem zu ersetzen, das den Betrieb in der Wärmebehandlung abwasserfrei macht. Schema: Vacudest Vakuumverdampfer Grafik: H2O GmbH Bodycotesetzt auf abwasserfreie Produktion Jochen Freund Bodycote ist weltweit führend als Dienstleister imBereich der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften bei Metallen und Legierungen. Neben Wärmebehandlung gehören auch Fügetechnik, Oberflächentechnik und Heiß-IsostatischesPressen zu den angebotenen Dienstleistungen. Bei einigen Prozessen fallen schwermetallhaltige Abwasser (beispielsweise Chrom und Nickel) an, die nur bis zugeringen Grenzwerten in die Kanalisation eingeleitet werden dürfen. Bisher wurde das Abwasser zunächst neutralisiert und dann in einem Ionentauscher von den Schwermetallen gereinigt. Das soaufbereitete Wasser wurde in die Kanalisation eingeleitet. Neben den hohen Kosten für die Regeneration beziehungsweise dem Tausch der Ionenaustauscherkolonnen war der Prozess sehr arbeitsintensiv, auch der Wasserverbrauch war mit dieser Technik nicht zu reduzieren. Aufbereitungstechnologie Schon seit einiger Zeit beschäftigte man sich bei Bodycote mit alternativen Abwasseraufbereitungsverfahren. Ziel war es, einen Prozess zu finden, der niedrigere Kosten verursacht, den Wasserverbrauch minimiert und eine hohe Betriebssicherheit bietet. Darüber hinaus ist Bodycote bestrebt, Prozesse und Anlagen zustandardisieren, egal an welchem Ort der Erde das Systeminstalliert wird. Gerade beider Abwasseraufbereitung gestaltet sich dies schwierig, sind doch die Vorschriften und Einleitgrenzwerte stark länderbeziehungsweise sogar regionsspezifisch. Soentstand die Idee, ein abwasserfreiesVerfahrenzuentwickeln. Warum sollte man das Abwasser nicht so weit aufbereiten, dass man es im Prozess wiederverwenden kann? Weitere Recherchen ergaben, dass man dieses Ziel mit einem Vakuumdestillationssystem erreichenkann. Prozessentwicklung So entstand der Kontakt zur H2O GmbH, einemHerstellervon Vakuumdestillationssystemen fürdie Aufbereitung vonindustriellenAbwässern. Zunächst untersuchte H2O im hauseigenen Anwendungszentrum für abwasserfreie Technologie das Abwasservon Bodycote und entwickelte im Labormaßstab einen geeigneten Aufbereitungsprozess.ImnächstenSchritt galt es,die Wirtschaftlichkeitzuprüfen. Es zeigte sich, dass die Betriebskosten eines Verdampfersumein vielfaches geringer sind, als die der bisher verwen- 32 UmweltMagazin Juli -August2013

Ausgabenübersicht