Mittwoch, Oktober 28, 2020
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Rohrwärmetauscher mit Zwangsführung

Wärmerückgewinnung aus dem Nacheindicker

Anmerkung:
Der nachfolgende Beitrag hat den 1. Platz des Deutscher Klärwerkpreis für Innovation 2012 belegt.
Der Preis wurde auf der IFAT am 9.5.2012 verliehen.
Ziel des Deutschen Klärwerkpreises für Innovation ist es, Innovationen im Klärwerksbereich zu fördern und innovative Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen von Klärwerken zu unterstützen.
http://www.klärwerkpreis.de/
Bild Akt-Jun-12-Klaerwerkspreis.JPG

Folgende Betriebsverhältnisse stellten sich im Klärwerk ein:
Das erzeugte Klärgas wurde nahezu vollständig im BHKW verwertet. Die erzeugte elektrische Energie deckte knapp die Hälfte des Bedarfs. Die erzeugte Wärmenergie reichte allerdings nicht für die benötigte Prozesswärme und die Beheizung der Betriebsgebäude aus.

Aufgabenstellung:
Die im Klärschlamm enthaltene Wärmeenergie soll zur Aufheizung des Rohschlamms verwendet werden.
– Dabei soll kein zusätzliches Bauwerk zur nterbringung des Wärmetauschers benötigt werden.
– Die Leitungsführung soll unverändert bleiben.
– Der Leitungsquerschnitt dard an keiner Stelle verringert werden, um die Verstopfungsgefahr nicht zu  
  erhöhen.
– Es sollen keine zusätzlichen Schlammpumpen benötigt werden.
– Die Investition soll sich innerhalb von drei Jahren amortisieren.

Lösung:
Um alle Anforderungen zu erfüllen wurde ein besonderer Rohrwärmetauscher entwickelt. Die Nennweite richtete sich nach den vorhandenen Schlammleitungen und  die Flansch-Flansch-Länge von zwei Metern erwies sich als optimal für den unprobematischen Einbau in die vorhandene Leitungsführung.
Material, Spaltweite und eine Zwangsführung für das Übertragungsmedium sorgen für eine gute Wärmeübertragung bei geringer Oberfläche. Durch die Serienanfertigung der immer gleichen Elemente konnten die Fertigungskosten niedrig gehalten werden.
Bild FW-Ene-Jun-12-WT-3.jpg

Ergebnis:
Mit zehn Elementen wurde der Rohrwärmetauscher realisiert. Die Investitionskosten betrugen 12.000 Euro. Die täglich gewonnene Wärmeenergie beträgt durchschnittlich 140 kWh. Bei einem Wirkungsgrad der Heizung von 90% würden für diese Wärmemenge 15,5 Liter Heizöl benötigt. Im Jahr beträgt die Einsparung damit 5.657 Liter Heizöl. Bei einem Heizölpreis von 0,91 Euro/Liter (Stand März 2012) incl. MwSt. werden im Jahr 5.148 Euro für Heizöl eingespart. Zusätzliche Kosten verursacht lediglich die Umwälzpumpe mit 189 Euro für den Stromverbrauch.
Bild FW-Ene-Jun-12-WT-1.JPG

Unter Berücksichtigung der Betriebskosten für die Umwälzung ergibt sich eine Amotisationszeit für die Gesamtinvestition von 2,42 Jahre.

Die Eigenentwicklung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wärmetauscher keinen zusätzlichen Platzbedarf und keine zusätzliche Schlammpumpe benötigt. Die hydraulischen Verhältnisse bleiben unverändert, was eine zusätzliche Verstopfungsgefahr mit dem damit verbundenen erhöhten Wartungsaufwand ausschließt.

Für die Herstellung und den Einbau der benötigten Rohrwärmetauscher mit Zwangsführung konnte die Firma ABB Service GmbH mit Sitz in Bobingen gewonnen werden.
Die bestechende Funktionalität und Wirtschaftlichkeit dieser Anlage zur Energierückgewinnung im Klärwerk hat auch die ABB Service GmbH Bobingen überzeugt. Unter dem Namen „BIO-Heater“ bietet sie diesen Wärmetauscher für alle Kläranlagen mit Faulbehälter an.

Autor:
Dieter Panhans
Abwassermeister
Kläranlage Bobingen