Wärmerückgewinnung

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Man kennt das Verfahren vom Kühlschrank: Im Inneren wird dem Kühlgut Wärme entzogen, die über Kühlschlangen auf der Rückseite des Kühlschranks wieder an die Umwelt abgegeben wird. Diese sogenannte Abwärme entsteht nicht nur in der heimischen Küche, sondern im gewerblichen und industriellen Kontext in viel größeren Dimensionen. Einmal erzeugte Wärme wird ungenutzt an die Umwelt abgegeben, obwohl man sie noch weiterverwenden könnte. Besonders dort, wo sowohl Kälte als auch Wärme gleichzeitig gefragt sind, ist die Nutzung von Abwärme ökonomisch wie ökologisch sehr sinnvoll. Denn durch Wärmerückgewinnung wird einmal erzeugte Energie mehrfach genutzt. Weitere mögliche Einsatzgebiete können zum Beispiel Metzgereien, Molkereien oder Hotels sein, wo einerseits Kühlräume betrieben werden und andererseits Bedarf an warmem Brauchwasser besteht. Auch im Rahmen des Lebensmitteleinzelhandels werden Verfahren zur Wärmerückgewinnung zunehmend beliebter. 

Die Vorteile der Wärmerückgewinnung sind vielfältig:

  • Einmal erzeugte thermische Energie wird weitergenutzt, so dass sich durch Wärmerückgewinnung die Energieeffizienz erhöht.
  • Die gewonnene Energie gilt als regenerativ.
  • Durch Wärmerückgewinnung muss weniger Energie erzeugt werden, wodurch sich die Schadstoffemissionen verringern.

Die am häufigsten zur Wärmerückgewinnung verwendeten Energiequellen sind Abluft, Abwasser und Druckluft.

Energiequellen zur Wärmerückgewinnung

Wärme aus Abluft
  • Bei klimatisierten Gebäuden wird häufig die Wärme der Abluft genutzt.
  • 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
  • Mit Abwasserwärme werden Schwimmbäder, öffentliche Gebäuden oder Privathaushalte beheizt.
  • Die Nutzung der Abwasserwärme aus der öffentlichen Kanalisation ist wenig verbreitet.
 
Wärme aus Druckluft
  • Druckluft wird in vielen Industrie- und Gewerbebetrieben erzeugt, die darin enthaltene Energie kann zur Wärmeerzeugung eingesetzt werden.
  • Die abzuführende Wärmemenge von Kompressoren in Druckluftanlagen kann mit vergleichsweise geringem Aufwand zu Heizzwecken genutzt werden.

Bei der Technik der Wärmerückgewinnung unterscheidet man zwei verschiedene Verfahren, die rekuperative und die regenerative Wärmerückgewinnung.

Bei der rekuperativen Wärmerückgewinnung werden beide Medien in getrennten Kanälen geführt und die Wärme wird über einen Wärmeaustauscher übertragen. Das heißt, beide Luftströme – zum Beispiel frische Außenluft und verbrauchte Raumluft – kommen nicht miteinander in Berührung. Deshalb wird dieses Verfahren häufig dort eingesetzt, wo hohe Ansprüche an die Hygiene bestehen.

Bei regenerativ funktionierenden Geräten werden die Luftströme nicht voneinander getrennt. Ab- und Frischluft werden abwechselnd über ein festes oder flüssiges Speichermedium geführt. Das Speichermedium nimmt dabei die thermische Energie des ersten Luftstroms auf und überträgt es auf den zweiten Luftstrom.

Eine Schwierigkeit bei der Wärmerückgewinnung besteht mitunter darin, dass die Temperatur der Abwärme zu niedrig für eine direkte Nutzung sein kann. Wenn beispielsweise die Abluft eines klimatisierten Gebäudes zu kalt ist, um damit neu zufließende Zuluft ausreichend zu temperieren. Doch auch in solch einem Fall muss die Wärme nicht ungenutzt entweichen. Unter Umständen macht es Sinn, die Abwärme durch weitere Energiezufuhr aufzuheizen. Eine weitere Möglichkeit kann der Einsatz einer Wärmepumpe sein. Diese erhöht jedoch den Investitionsaufwand und benötigt ihrerseits Energie für den Antrieb.

Förderangebote kennen und nutzen

Die Bundesregierung hat den Nationalen Aktionsplans Energieeffizienz (NAPE) aufgelegt, mit dessen Hilfe Einsparpotentiale erschlossen und Ressourcen eingespart werden sollen, Teil der Förderung sind auch  Wärmerückgewinnungs- und Abwärmenutzungsmaßnahmen. Und auch bei der Anschaffung einer Wärmepumpe ist eine Förderung möglich. Dabei hilft die Liste der förderfähigen Wärmepumpen des Förderprogramms „Heizen mit erneuerbaren Energien“ des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).