Betriebsoptmierung
Produktions- und Infrastrukturanlagen bieten viele Einstellmöglichkeiten, wobei diese in der Praxis vorrangig bezüglich Produktionsleistung und Qualität optimiert werden.
Ziel der energetische Betriebsoptimierung ist es, den Energieverbrauch durch Massnahmen ohne oder mit geringen Investitionskosten zu reduzieren. In erster Linie also durch Anpassung von Einstellungen. In der Gebäudetechnik (Heizung/Lüftung) lassen sich dadurch typischerweise 10…20% der Heizenergie einsparen.
- Nutzeranforderungen klären & hinterfragen
- Anlagenbetrieb analysieren & mit Nutzeranforderungen abgleichen
- Massnahmen definieren
- Umsetzung durch Mitarbeiter begleiten (Schulung)
- Wirkung überprüfen
- Ersatz defekter Steuerungen & Feldgeräte
- Reduktion von Betriebszeiten
- Anpassung von Temperatursollwerten
- Reduktion von Förderleistungen (Luft, Wasser, usw.)
- Nachrüstung von Frequenzumformern
Abwärmenutzung
Bei vielen Prozessen in Industrie und Gewerbe fällt Abwärme an, welche mit geeigneten Anlagen prozessintern oder in anderen Prozessen erneut genutzt werden kann. Dabei wird die Menge an genutzter Abwärme im Normalfall 1:1 beim Brennstoffverbrauch des Wärmeerzeugers eingespart.
Fällt die Abwärme gleichzeitig mit dem Wärmebedarf und bei ausreichend hoher Temperatur an, kann diese relativ einfach mit einem Wärmetauscher genutzt werden. Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, sind im Konzept zusätzliche Elemente wie Energiespeicher und Wärmepumpen vorzusehen und entsprechend der individuellen Situation zu dimensionieren.
Sind mehrere Abwärmequellen und -senken vorhanden, wird dies rasch zu einer komplexen Herausforderung. Hier ist die Durchführung einer Pinch-Analyse sinnvoll, bei der die optimale Verknüpfung und wirtschaftliche Optimierung systematisch mit Hilfe einer Software entwickelt wird. Erfahrungsgemäss beträgt das Einsparpotenzial 10…40% der Primärenergie.
Typische Abwärmequellen:
- Druckluftkompressoren
- Kältemaschinen
- Verbrennungsabgase
- Prozessabluft
- Abwasser
Typische Abwärmesenken:
- Gebäudeheizung
- Warmwassererwärmung
- Prozessluft
- Reinigungs- & Prozessbäder
Erneuerbare Wärmeerzeugung
Auch nach einer Betriebsoptimierung und der Realisierung einer optimalen Abwärmenutzung kann meist nicht vollständig auf einen Wärmeerzeuger verzichtet werden. Jedoch werden dadurch der Wärmebedarf und die erforderliche Heizleistung reduziert, wodurch sich eine erneuerbare Wärmeerzeugung kostengünstiger realisieren lässt.
Die Auswahl des Wärmeerzeugers wird durch viele Faktoren wie dem benötigten Temperaturniveau, dem Lastprofil und auch den lokalen Gegebenheiten beeinflusst. Ebenfalls stellt sich die Frage, wie wichtig eine Redundanz bei der Wärmeversorgung ist.
Für Temperaturen bis 90°C ist der Einsatz von Wärmepumpen Stand der Technik. Für höhere Temperaturen eignen sich Holzfeuerungen, mit denen auch Dampf und Thermoöl bereitgestellt werden können. Vorab sollte aber immer geprüft werden, welche Quellen in der näheren Umgebung verfügbar sind.
Gibt es beim Wärmebedarf ausgeprägte Temperaturniveaus, wie z.B. 60°C für Warmwasser/Gebäudeheizung und 160°C für Prozessdampf ist die Aufteilung der Wärmeerzeugung auf ein Nieder- und Hochtemperatur-System wirtschaftlich interessant.
Die Klärung all dieser Fragen erfolgt meist im Rahmen einer Variantenstudie. Eine zuvor durchgeführte Betriebsoptimierung oder Abwärmenutzung liefern bereits die meisten Informationen über den Wärmebedarf.
