Richtige Parameter für Wärmerückgewinnung unterm Dach

Technik

Wärmepumpe - Beim Produktionsprozess vieler kleiner und mittelständischer Industriebetriebe fällt häufig Prozesswärme an. Die heiße Luft steigt oft ungenutzt unter das Hallendach. Ein Waffelbäcker entschied sich für die Nutzung einer Wärmepumpe auf einem Stahlpodest. Für die Sonderlösung mussten alle Betriebsparameter stimmen.

28. April 2015

In Neuss stellt das Unternehmen Stirken seit 1963 Eishörnchen her – und das mittlerweile in der dritten Generation. Pro Tag verlassen bis zu 160.000 Stück der Waffeltüten das Werk.

Bei der Waffelproduktion fällt jede Menge Prozesswärme an. »Wärme, die wir über Dachluken ungenutzt nach draußen abgegeben haben«, erläutert Geschäftsführer Oliver Stirken. So deckte noch bis ins Jahr 2010 ein veralteter und zu großer atmosphärischer Gaskessel den Warmwasser- und Warmluftbedarf der 600m² großen Produktionshalle und des zugehörigen 300m² Bürobereichs.

»In der Fertigung kam man schnell ins Schwitzen. Die Temperaturen waren unangenehm hoch«, erinnert sich Stirken. Ein zukunftsfähiges Heizsystem musste her. »Dann kam uns die Idee, den ›Wärmeabfall‹ unserer Produktion zu nutzen.«

Konstante Temperatur

Denn in 3 bis 4m Höhe herrschten in der Produktionshalle konstante Temperaturen um die 35°C. In Abstimmung mit dem Handwerksunternehmen Stamos aus Neuss sowie Stiebel-Eltron-Fachberater Norbert Schauerte entwickelte man ein spezielles Konzept für diesen Sonderfall.

Die Herausforderung bestand darin, eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, die eigentlich für den Außenbereich konstruiert ist, an den Ort in der Halle zu bringen, wo die höchsten Temperaturen herrschten: unter die Decke. Nicht ganz trivial, da eine Luft-Wasser-Wärmepumpe schnell mehr als 200kg auf die Waage bringt.

Eine Frage der Luft

Zudem galt es, zahlreiche weitere Fragen zu klären. Ist die Hallenluft überhaupt rein genug und verwendbar? Reicht die vorhandene Luft für die Wärmepumpe aus? Und wie kommt die Pumpe an die Decke? Denn nur, wenn alle Betriebsparameter stimmen, sind Sonderlösungen realisierbar – ein wichtiger Punkt bei der Planung. Geschäftsführer Alexander Stamos erinnert sich: »Stichwort verschmutzte Luft: Wir überprüften, ob die bei der Reinigung der Maschinen beziehungsweise beim Backprozess freigesetzten Fette und Ruße der Wärmepumpe schaden könnten. Am Ende gaben wir grünes Licht für den Wärmepumpen-Einsatz.« Es lagen normale Verschmutzungen vor, wie sie auch auf der Straße anzutreffen seien.

»Und auch bei der Luftmengenberechnung kamen wir zu dem Schluss, dass diese in der Halle ausreichen würde.« So fiel der Startschuss. Ein Schlosser baute ein passendes Stahlpodest und stellte dieses in der Halle auf. »Anschließend hievte ein Gabelstapler die Wärmepumpe in die Höhe – völlig problemlos«, sagt der Waffelbäcker.

Regelung und Datenabruf

Wo früher der Gaskessel die Räume beheizt hat, versorgt nun die Wärmepumpe ›WPL 23‹ von Stiebel Eltron die Bürofläche mit Wärme, kühlt die Fertigungshalle herunter und produziert warmes Wasser für die Hörnchen-Produktion sowie die diversen Zapfstellen im Gebäude.

Die Wärmepumpe arbeitet seit der Einstellungsphase weitestgehend autonom und gewinnt die Wärmeenergie wieder zurück. Die Regelung erfolgt über den Wärmepumpenmanager ›WPM II‹, der an einer Wand im Technikraum installiert ist. Über diesen können ebenfalls alle Daten und Informationen abgerufen werden.

Der Wärmepumpenmanager steuert darüber hinaus einen ergänzenden gasbefeuerten Trinkwasserspeicher mit einem Volumen von 130l. Zuerst wird das Trinkwasser im Warmwasserspeicher ›SBB 501‹ mit der Wärmepumpe auf circa 55°C gebracht. Danach läuft in Reihe geschaltet das vorgewärmte Wasser in den gasbefeuerten Speicher, der die Temperatur um 5K erhöht.

Steigende Leistungzahlen

Die Wärmepumpe arbeitet mit Leistungszahlen von 3,5 bis 3,6. »Das sind tolle Werte, insbesondere wenn man bedenkt, dass die Eiswaffelfabrik bisher in den Wintermonaten aufgrund unseres Saisongeschäfts gar nicht in Betrieb war. In dieser Zeit sinkt die Temperatur in der Halle auf bis zu plus fünf Grad ab«, sagt Stirken. Da die Firma expandieren will, soll zukünftig auch in den Wintermonaten produziert werden. Dann werden die Leistungszahlen noch weiter steigen.

Amortisiert nach 4 Jahren

23.000€ ließ sich der Waffelhersteller die Anlage kosten, die Mitte 2010 in Betrieb genommen wurde. »Die Investition hatte sich bereits nach vier Jahren amortisiert«, so Geschäftsführer Stirken. »Zudem spart die Anlage seit der Umstellung Jahr für Jahr rund 15 Tonnen CO2 ein«, ergänzt Stamos.

Stirken zeigt sich von der Anlage überzeugt: »Es gibt nichts Besseres, als vorhandene Wärme sinnvoll zu nutzen«, so sein Fazit. Das Beispiel steht für eine allgemeine Entwicklung, die Stiebel Eltron sieht: Bei Sanierungen und für Neubauten seien Wärmepumpen als wirtschaftliche Alternative zum Öl- und Gasbrenner auf dem Vormarsch.

Verschärfte ENEV

Beim Neubau fordert die aktuelle Energieeinsparverordnung schon die Einkoppelung erneuerbarer Energien. Ab 2016 verschärfen sich die Vorgaben derart, dass die Realisierung wirtschaftlich nahezu ausschließlich mit einer Wärmepumpe funktioniere, so das Unternehmen weiter.

»Vielen Unternehmern ist noch nicht wirklich bewusst, was die neue EnEV bedeutet: Schon ab 2016 ist das Referenzgebäude mit Gasbrennwerttherme und Solarthermieanlage nicht mehr ausreichend. Wer heute im Neubau noch auf Öl und Gas setzt, setzt auf eine nicht zukunftsfähige Technik«, fasst Michael Birke, Unternehmenssprecher Stiebel Eltron zusammen.

Erschienen in Ausgabe: 04/2015