Grüne Hallenheizung ohne Wärmetauscher + Co.

Details: Veröffentlicht: 15.05.2023; Zuletzt aktualisiert: 19.10.2023; Zugriffe: 1954

Igus Ingenieure haben eine einfache Methode zur Wärmerückgewinnung für die Hallenheizung entwickelt. Sie beheizen ihre Industrie-Hallen mit Maschinenabwärme und reduzieren so Gaskosten und CO₂-Emissionen. Das Konzept der innovativen Technologie bieten die Kölner auch anderen Unternehmen an – und zwar kostenlos! Wenn alle Spritzgießer weltweit diese Methode nutzen würden, könnten über 1 Mio. t CO₂ und über 548 Mio m² Gas eingespart werden.

Inhalt

Entwicklung der neuen Hallenheizung
- Maschinenwärme statt herkömmliche Hallenheizungen
- Funktionsweise der neuen Hallen Heizung
Das Heizsysteme Konzept für die Industrie

Entwicklung der neuen Hallenheizung

Wie lange können wir noch mit Gas heizen? Wann lohnt sich ein Wärmetauscher? Wieviel kostet eine Wärmepumpe? Was ist die wirtschaftlichste Heizung? Solche und ähnliche Fragen stellen sich nicht nur Privatleute sondern auch viele Unternehmer vor dem aktuellen Hintergrund der Energiekrise.

Es gibt verschiedene Arten von Hallenheizungen ohne Gas, Öl und andere fossile Brennstoffe, die eine energieeffiziente Beheizung ermöglichen. Durch den Einsatz von Wärmetauschern wird die vorhandene Wärme wieder verwendet, um Energie zu sparen und Kosten zu reduzieren. Wärmepumpen hingegen nutzen die Umgebungstemperatur, um die Luft im Raum zu erwärmen und sorgen so für eine nachhaltige Hallenheizung.

Doch beide Heizsysteme sind teuer oder verzeichnen Temperaturverluste. Igus verspricht nun das Heizen ohne Gas, Heizöl und die bekannten Wärmerückgewinner. Und einen Vergleich beider Systeme zur Wärmeerzeugung brauchen sie auch gar nicht mehr anstellen.

Maschinenwärme statt herkömmliche Hallenheizungen

Drei Igus Ingenieure haben sich auf dem Weg zum klimaneutralen Produktionsziel bis 2025 an die Arbeit gemacht, fossile Brennstoffe aus der Fertigung zu eliminieren. Zunächst haben sie mit Wärmetauschern aus einem Auto und Lüftern aus einem Computer experimentiert.

Die Experimente vergrößerten sich und entsprechend auch der abdeckbare Heizraum. Nach sechs Monaten gelang es mit dem neuen Konzept Machine Heat Recovery System (MHRS), eine große Produktions-Halle der Fabrik in Köln-Lind ausschließlich mit Abwärme von den Spritzgussmaschinen zu heizen.

Das Heizsystem MHRS lenkt dabei, je nach Heizbedarf, die Warmwasserströme aus dem Kühlkreislauf direkt zu den Heizlüftern und sorgt gleichzeitig dafür, dass sich die Maschinen nicht überhitzen.

Weil dem Warmwasser beim Durchlaufen vom Heiz-Lüfter Wärme entzogen wird, sinkt der Kühlbedarf des Kühlturms. Es wird weniger elektrische Energie zum Kühlen benötigt und die bisherige Erdgas-Heizung bleibt aus. Die schwankenden Kühlkreistemperaturen sind durch die neue Werkstattheizung variabel anpassbar.

Das MHRS vermeidet den Einsatz einer teuren Wärmepumpe und geht auch nicht den Umweg über den Wärmetauscher, der zu Temperaturverlusten führen würde. Auch eine zusätzliche Einspeisung vom Heizmedium Abwärme der Druckluftkompressoren ist nicht erforderlich.

Und so verringert das Unternehmen schon jetzt schrittweise die Druckluftenergie, um den Energieverbrauch und damit die Energiekosten zu senken. „Mit unseren hauseigenen Hallenheizungen können wir in Zukunft den Gasverbrauch gegen Null fahren. Außerdem benötigen wir weniger elektrische Energie zum Kühlen“, freut sich Igus Geschäftsführer Frank Blase. „Wir sparen somit nicht nur Kosten, sondern reduzieren auch die CO₂-Emissionen und entlasten somit die Umwelt.“

Funktionsweise der neuen Hallen Heizung

Doch wie genau funktioniert die neue Heizungslösung? Die Hydraulikmotoren der Spritzgussmaschinen erwärmen sich im Betrieb. Wie beim Auto benötigen sie somit eine Kühlung, die vor Überhitzung schützt.

Dafür stellen Kühltürme kaltes Wasser bereit, das sie über ein Rohrsystem zu den Maschinen leiten. Das erwärmte Wasser gelangt zurück zum Kühlturm. Bei der erneuten Kühlung entweicht die Wärme in die Atmosphäre und geht als Energie verloren. Mit dem MHRS wird ein Teil der Wärme aus dem Kühlkreislauf über eine Durchflussregelung abgegriffen und direkt zu den neuen Heizungslösungen geleitet, die sich neben den alten Gasheizungslüftern befinden.

Damit diese Heizungen nicht unmittelbar verstopfen, filtern Schmutzfänger Schwebstoffe heraus, die sich im Wasser befinden. Das warme Wasser tritt in den neuen Heizlüfter ein und schickt den alten Heizlüfter in den Ruhestand.

Ein Ventilator auf dem Heizlüfter verteilt die Warmluft schließlich in der Halle. Erst danach strömt das Wasser zurück zum Kühlturm und der Kreislauf beginnt von vorn. Da diese Warmluftheizung auf Wärmetauscher verzichtet, lässt sich der Warmlufterzeuger auch im Niedertemperaturbereich betreiben.

Das Heizsysteme Konzept für die Industrie

„Wir selbst sind von unserem Konzept überzeugt und planen in Zukunft ganz auf Maschinenwärme als Hallenheizung in der Produktion und in den Büros zu setzen“, so Dennis Berninger, Fabrikleiter bei Igus und Pionier der neuen Heizungs-Lösung. Als nächster Schritt ist geplant, das 7209 m² große Logistik-Center mit neun Heizlüftern auszustatten. Allein in den Lagerhallen lassen sich jährlich rund 31,5 t CO₂ einsparen.

Offenes Konzept für alle – Heizen Sie so auch Ihre Halle!

Für den Motion Plastics Spezialisten ist das ein wichtiger Schritt seinem Ziel näherzukommen, bis 2025 in Gebäude und Produktion CO₂-neutral zu sein. Von dem Erfolg angespornt, hat sich Igus dazu entschlossen, die Technologie auch anderen Industrieunternehmen zur Verfügung zu stellen.

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Eine aufgestellte Rechnung veranschaulicht das Potential: Über eine Mio. t CO₂ und über 548 Mio m³ Gas ließen sich einsparen, wenn alle Spritzgießer weltweit die Technologie einsetzen würden. Das entspricht dem jährlichen Gasverbrauch von 238.434 deutschen Vier-Personen Haushalten:

Einsparung im Überblick für 20 Maschinen

Ein durchschnittlicher Spritzgießer besitzt 20 Maschinen. Für diese 20 Maschinen empfehlen die Entwickler den Einsatz von zwei MHRS-Heizgeräten. So ist gewährleistet, dass immer genügend Wärmeerzeugung zur Verfügung steht.

Jeder Spritzgießer kann seinen CO₂ Ausstoß, der durch Gas bei der Hallenheizung hervorgerufen wird, mit dem Einsatz der MHRS Systeme um 7,18 t im Jahr senken. Für Gas ergeben sich Einsparungen von 9,14 m³ am Tag pro MHRS. Bei zwei empfohlenen MHRS Warmluftheizungen sind es 18,28 m³ am Tag. Die Berechnung geht von 200 Tagen aus, an denen geheizt werden muss. Daraus ergeben sich 3.656 m³ im Jahr.

Berechnung der Einsparung im Detail

Auf drei Millionen Spritzgussmaschinen (=150.000 Spritzgießer) weltweit hochgerechnet bedeutet dies in der Übersicht:

(7,18 t * 150.000) = 1.077.000 t C0₂-Ersparnis
(3656 m³ * 150.000) = 548.400.000 m³ Gasersparnis
Ein deutscher Vier-Personenhaushalt benötigt 2300 m³ Gas im Jahr.
Die Zahlen entsprechen demzufolge dem jährlichen Gasverbrauch von 238.434 deutschen 4-Personen-Haushalten.

„Für unsere Hallenheizung MHRS sehen wir in der Industrie ein sehr großes Potential. Daher möchten wir das Konzept auch anderen Unternehmen kostenlos zugänglich machen. Bei unserer Recherche haben wir selbst nämlich keine veröffentlichten, genauen Anleitungen gefunden”, so Dennis Berninger. „Mit unserer Website informieren wir bereits jetzt über die neuen Hallenheizsysteme und darüber, wie MHRS und das entwickelte Regelgerät funktionieren. Es kommen immer mehr Details dazu.“