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Abwärmenutzung - Wärmerückgewinnung

Infopoint der Nachhaltigkeitsagenda für Getränkeverpackungen

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Abwärmenutzung (Wärmerückgewinnung) rechnet sich auch im kleineren Maßstab: Ein Familienunternehmen, das Speiseeis herstellt, nutzt im Keller die Abwärme seiner Kühlgeräte und spart so 80 Prozent des Energiebedarfs für Warmwasser.



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Warum zahlt es sich aus, Abwärme zu nutzen?

Wärme ist auch in Betreiben ein entscheidender Energiekosten-Faktor: So fließen beispielsweise mehr als 60 Prozent des Energieeinsatzes in Dienstleistungsunternehmen in die Bereitstellung von Raumwärme.

Einerseits ist Wärmeerzeugung mit großem Energieaufwand verbunden und verursacht auch hohe Kosten. Andererseits fällt Wärme vielfach als ungewolltes Nebenprodukt an, das ungenutzt verpufft. Abwärmenutzung bedeutet, die für Wärme benötigte Energie nicht gesondert zukaufen zu müssen, sondern auf die Wärme zurückzugreifen, die schon vor Ort vorhanden ist, und sie mehrfach zu nutzen. 

Wo fällt Abwärme an?

Abwärme ist Energie in Form von warmem Wasser oder heißer Luft, die ohne entsprechende Maßnahmen ungenutzt bleibt, dabei kann so der Bedarf an zugekaufter Energie entscheidend minimiert werden. In vielen Bereichen fällt nutzbare Abwärme an:

  • Heizvorgänge jeglicher Art – von Heiz- und Backöfen im Wohnbereich bis zu industriellen Prozessen
  • Wasch- und Trocknungsvorgänge
  • Drucklufterzeugung: Bis zu 80 Prozent der für die Kompressoren eingesetzten Energie werden in Wärme umgewandelt
  • Auch Server und Rechenzentren setzen einen hohen Anteil der verbrauchen Energie in Wärme um
  • Luftvorwärmung oder -erwärmung zum Heizen, für Trocknungsprozesse oder Warmluftschleusen
  • Kälteerzeugung (Kühlschränke, Kältemaschinen, Klimaanlagen): Kälte entsteht dadurch, dass dem Kühlgut oder dem zu kühlenden Gebäudeteil Wärme entzogen wird. Im kleineren Rahmen passiert dies an der Rückseite jedes Kühlschranks, im großen Maßstab bei Kühlhäusern, Großservern oder bei Industrieanlagen. 

Wofür wird Abwärme genutzt?

Faktisch kann Abwärme überall dort eingesetzt werden, wo Wärme benötigt wird:

  • Nacherwärmung von entfeuchteter Luft für Belüftungsanlagen
  • Auch Abwärme mit geringer Temperatur kann dafür genutzt werden, um etwa Heißwasser vorzuwärmen – etwa für Waschmaschinen oder für die Fußbodenheizung. Dadurch wird weniger zusätzliche Energie gebraucht, um das gewünschte Temperaturniveau zu erreichen
  • Thermisch angetriebene Kältemaschinen benötigen Wärme zur Kälteerzeugung: Auch dafür kann Abwärme genutzt werden
  • Fällt Abwärme im größeren Maßstab an, so kann diese in Nah- oder Fernwärmenetze eingespeist werden 

Wie funktioniert Abwärmenutzung technisch?

Es gibt zwei verschiedene Verfahren der Abwärmenutzung / Wärmerückgewinnung:

  1. Zwei Flüssigkeits- oder Luftkreisläufe parallel geführt, wobei ein Wärmetauscher die Wärme des einen Kreislaufs aufnimmt und auf den anderen überträgt. Die beiden Kreisläufe nicht direkt miteinander in Berührung; beispielsweise gibt die verbrauchte Raumluft nur Wärme an die kältere Frischluft ab, aber vermischt sich nicht mit ihr (Rekuperatives System).
  2. Beim regenerativen System fließen Abluft und Frischluft abwechselnd durch die gleichen Kanäle, um einmal Energie an den Wärmetauscher abzugeben bzw. von ihm Wärme zu beziehen.  

Wird Abwärme mit hohen Temperaturen benötigt, damit sich deren Nutzung auszahlt?

Je höher die Temperatur der Abwärme, desto vielfältiger sind die Einsatzmöglichkeiten. Aber auch bei niedrigerem Temperaturniveau gibt es zahlreiche Nutzungsmöglichkeiten – beispielsweise durch den Einsatz von Wärmepumpen.


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Glossar


Energiequellen für Abwärmenutzung

Wärme aus Abluft fällt beispielsweise in klimatisierten Gebäuden an. Es ist relativ einfach,

  • Mit ihr wird in der kalten Jahreszeit die Zuluft erwärmt.
  • Sie ist vor allem für die Warmwasserbereitung und Beheizung von Gebäuden wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll.

Wärme aus Abwasser, beispielsweise aus Waschvorgängen und Industrieprozessen, wird zur Deckung des Wärmebedarfs von Wohn- und Bürogebäuden oder etwa auch von Schwimmbädern genutzt.

Wärme aus Druckluft, die von den Kompressoren abgegeben wird, kann mit relativ geringem Aufwand für Heizzwecke genutzt werden 

Pufferspeicher

Wird die erzeugte Wärme nicht umgehend gebraucht, kann Wärme in Form von heißem Wasser gespeichert werden. So können Wärme-Überschüsse von Holzheizkesseln, aus Solaranlagen oder von Wärmepumpen kurzfristig „zwischengelagert“ werden.

Je besser der Pufferspeicher gedämmt ist, desto effizienter das Speichern von Wärme. 

Wärmerückgewinnung

Gleichbedeutend mit Abwärme. So nennen sich unterschiedliche Verfahren zur Nutzung von Wärme, die sonst als Abwärme verloren ginge. Damit können Energiekosten in beträchtlicher Höhe eingespart werden, deshalb rentieren sich Investitionen in Abwärme meist innerhalb weniger Jahre. Ökologisch betrachtet vermindert Abwärmenutzung den Verbrauch von Energierohstoffen, außerdem trägt sie auch dazu bei, die Erwärmung der Umgebungsluft einzudämmen. 

Wärmepumpe

Wärmepumpen holen sich Wärmeenergie aus der Umgebungsluft – so etwa aus Räumen, in denen Heizkessel oder industrielle Produktionsanlagen übermäßig viel Wärme abgeben. Wenn das Temperaturniveau zu niedrig ist, heizen sie zu, damit genügend Wärme für Warmwasser oder zur Beheizung anderer Räume zur Verfügung steht.


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Weitere Informationen


  • Informationsmaterialien zur Abwärmenutzung – unter anderem einen umfassenderen Leitfaden und ein Plakat mit den wichtigsten Tipps – bietet klimaaktiv, die Klimaschutzinitiative des Umweltministeriums: 
  • Die Broschüren-Reihe Business for Climate bündelt wesentliche Tipps und praktische Beispiele, wie Unternehmen auch ökonomisch von Klimaschutz und Energieeffizienz profitieren können. Nützliche Infos zur Nutzung von Abwärme für sei die Ausgabe ist dem Kühlen mit Sonnenenergie und Abwärme gewidmet:

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Checkpoint


Überprüfen Sie Ihr Wissen zu Abwärme:

  • Welche technischen Einrichtungen in Ihrem Betrieb könnten für Wärmerückgewinnung genutzt werden?
  • Braucht es unbedingt hohe Temperaturen, damit Abwärmenutzung sich auszahlt?
  • Wie nennt sich eine Anlage, mit der überschüssige Wärme zwischengespeichert werden kann?
  • Welche ökologische Vorteile bringt die Wärmerückgewinnung?