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Abwärmenutzung

Die Prozesswärme von BHKW mit Turbomotoren lässt sich mittels Wärmetauscher auchfür die Dampf- oder Kälteerzeugung nutzen. Eine Druckerei in Bünde in Nordrhein-Westfalen nutzt die Wärme für die Thermoöl-Erhitzung. Die Anlage war eine Herausforderung, da die Konfiguration mit drei BHKW-Heizwasserkreisläufen und der Speisung der Kältemaschine aus mehreren Quellen deutlich vom BHKW-Standard abweicht.

23. Oktober 2014

Zunächst wird mit dem BHKW-Abgasstrom das Thermoöl auf circa 190°C erhitzt und in einem Hochtemperaturkreislauf über Wärmetauscher zu jedem Druckwerk der Druckerei geleitet. Dort wird es für die Farbtrocknung des Druckprozesses genutzt und mit rund 160°C in den Kreislauf zurückgeleitet.

Um die Wärmeauskopplung und damit die Gesamteffizienz des Systems weiter zu steigern, wurde hinter dem Thermoöl-Wärmetauscher noch ein weiterer Heizwasser-Abgas-Wärmetauscher nachgeschaltet, heißt es in einer Projektbeschreibung des Aggregatherstellers Sokratherm.

Neuland für alle beteiligten

Das Unternehmen lieferte das BHKW und übernahm auch die Auslegung und Montage, sagt Wilhelm Meinhold von Sokratherm.

Dieses Projekt war eine technische Herausforderung, so Meinhold, da die Konfiguration mit drei BHKW-Heizwasserkreisläufen für Motorkühlwasser, Thermoöl und nachgeschaltetem Abgaswärmetauscher sowie der Speisung der Absorptionskältemaschine aus mehreren Quellen deutlich vom BHKW-Standard mit einem Kreislauf von 90 beziehungsweise 70°C abweicht. »Diese Konfiguration stellte sowohl für Sokratherm als auch für die Druckerei Rahning Neuland dar.« Der Heizwasser-Abgas-Wärmetauscher wird mit der Motorkühlwasserwärme zusammengeführt und treibt eine Absorptionskältemaschine an, die daraus Kaltwasser mit einer Temperatur von circa 10°C erzeugt.

Die Kälte wird benötigt, um die Kühlwalzen der Druckwerke zu betreiben. Die vom BHKW erzeugten rund 1,7Mio.kWh pro Jahr decken den Angaben zufolge mehr als die Hälfte des produktionsbedingten Strombedarfs der Druckerei.

Rund 300.000 euro investiert

Die Kosten für die gesamte BHKW-Anlage mit einer Leistung von 400 kWel inklusive Thermoöl- und nachgeschaltetem Abgaswärmetauscher lagen laut seinen Angaben bei rund 300.000 €.

Die Absorptionskältemaschine mit 500kW Kühlleistung bestand bereits.

Unter anderem aufgrund der Einsparungen bei Strom und Gas sowie der Einnahmen aus den KWK-Zuschlägen und der Rückerstattung der Energiesteuer wird die Amortisationszeit der Anlage laut Sokratherm voraussichtlich zwei bis drei Jahre betragen. Von der Demontage der Altanlagen bis zur Inbetriebnahme vergingen circa acht Wochen. Die Druckwerke mussten für die Arbeiten nicht außer Betrieb genommen werden, so Sokratherm.

Früher wurden die rund 8.000l Thermoöl im Ölkreislauf von einem Gaskessel erhitzt. Dieser ist weiterhin in Betrieb, wird aber durch die Thermoöl-Auskopplung des BHKW entlastet. Vor einigen Jahren waren bei der Druckerei Rahning bereits zwei 440-kW-Diesel-BHKW in Betrieb, waren aber überdimensioniert und hatten zudem hohe Wartungskosten verursacht.

Sinnvoll bis 200 Grad Celsius

2008 wurden sie verkauft. Da der firmeneigene 1,1-MW-Transformator der Druckerei in den Folgejahren an seine Leistungsgrenzen stieß und das KWK-Gesetz 2012 verbessert wurde, wurde 2012 erneut der Einsatz eines BHKW geprüft, diesmal für Erdgasbetrieb.

In den ersten zwölf Betriebsmonaten hat das BHKW den Angaben zufolge 368.000m³ Gas verbraucht, es ist also abhängig von der Auslastung ein jährlicher Gasverbrauch von circa 3,7 Mio.kWh/a zu erwarten. Die Wärmelast der Druckerei liegt zwischen 550kW im Hochsommer und maximal 2.000kW.

Die Kälteleistung der Kältemaschine beträgt 500kW und wird im Betrieb kontinuierlich für den Druckprozess sowie die Raumluftkühlung benötigt.

Wärme aus dem Kühlwasser

»Der Einsatz eines BHKW mit Thermoöl-Wärmetauscher wie bei Rahning ist überall dort möglich, wo Bedarf an Thermoöl-Erhitzung auf bis 200°C besteht, also Warmwasser nicht heiß genug ist und Dampf nicht in Betracht kommt«, sagt Meinhold.

Außerdem müsse es neben dem Strombedarf auch eine Verwendung für die zusätzlich anfallende Niedertemperaturwärme von circa 85°C aus dem Motorkühlwasser geben.

Erschienen in Ausgabe: 09/2014