Mit einem in Eigenregie entwickelten System für die Hochtemperatur-Wärmerückgewinnung aus Härterei-Öfen für das Beheizen von Lösemittel-Reinigungsanlagen erzielt die Härterei des Getriebespezialisten IMS Gear eine jährliche Energieeinsparung in Höhe von 600.000 Kilowattstunden Strom. Das entspricht 260 Tonnen CO2, bezogen auf den deutschen Strommix.
Bei der Wärmebehandlung von metallischen Werkstoffen schließt sich dem Härten ein Reinigungsprozess an, bei dem die Werkstoffe von Ölrückständen befreit werden. Beide Arbeitsschritte erfordern einen hohen Energieeinsatz.
Während beim herkömmlichen Verfahren die Abwärme der Härterei-Öfen ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird und die Reinigungsanlagen elektrisch beheizt werden müssen, hat die IMS Gear-Härterei einen Weg gefunden, die Abwärme zur Beheizung der Reinigungsanlagen zu nutzen.
Ausgangslage
Beim herkömmlichen Verfahren wurde einerseits die Abwärme der Härterei-Öfen ungenutzt in die Raumluft abgegeben, es ging also Energie verloren. Andererseits mussten die Reinigungsanlagen elektrisch beheizt werden – und das in einem Umfang von 1,2 Millionen Kilowattstunden jährlich.
„Weil wir sowohl Maßstäbe bei der Qualität unserer Prozesse und Produkte als auch in punkto Nachhaltigkeit und Effizienz setzen wollen, widmeten wir uns der Frage, ob und wie sich die Abwärme der Öfen für das Beheizen der Reinigungsanlagen nutzen lässt.
Zielsetzung war es, die Lösemittel-Reinigungsanlagen ohne elektrische Zuheizung betreiben zu können“, erläutert Härterei-Lieter Christian Schwierz die Überlegungen, die zur Entwicklung des Wärmerückgewinnungssystems geführt haben.
Herausforderungen
„Wir mussten zunächst einen Anbieter von Reinigungsanlagen identifizieren, der bereit war, gemeinsam mit uns technologisches Neuland zu betreten und mit Blick auf Planung und Entwicklung ins Risiko zu gehen. Zudem musste das neue, auf Wärmerückgewinnung basierende Heizsystem prozesssichere Abläufe garantieren, sowohl, was Qualitäts- als auch Sicherheitsaspekte anbelangt.
Zusätzlich erschwert wurden die Entwicklung und Umsetzung des neuen Energiesparkonzepts durch die – typischerweise – dezentrale Struktur der Produktionsprozesse in der Härterei. Die Abwärme konnte demnach nicht an einem zentralen Punkt abgegriffen werden, sondern es mussten mehrere Wärmequellen berücksichtigt und in der Folge zusammengefasst werden“, skizziert Christian Schwierz die Herausforderungen, die bei der Entwicklung des neuartigen Wärmerückgewinnungssystems zu bewältigen waren.
Umsetzung
„Die konkrete technische Lösung“, so Schwierz weiter, „haben wir in enger Zusammenarbeit mit HEMO Cleaning Systems im Zuge eines Pilotprojekts konzipiert, entwickelt, umgesetzt und validiert. In der Pilotphase wurde die Abwärme von zwei Härtereiöfen für die Wärmerückgewinnung genutzt.
Dabei passiert die Abwärme der Öfen mit etwa 360 Grad Celsius einen Rohrbündelwärmetauscher, in dem Wasser auf rund 130 Grad Celsius erhitzt wird, das dann wiederum die Heizregister der Teilereinigungsanlage auf Betriebstemperatur bringt.
Die komplette Anlage, von der Verrohrung über die Auslegung und den Eigenbau eines hocheffizienten Rohrbündelwärmetauschers bis hin zur Software, wurde in Zusammenarbeit mit HEMO Cleaning Systems in Eigenregie entwickelt und gebaut“, erklärt der Härterei-Leiter.
Einsparungen
Bereits mit der in Eigenregie entwickelten und in den regulären Betrieb überführten Pilotanlage zur lösemittelbasierten Teilereinigung mit Wärmerückgewinnung seien mit Blick auf den Stromverbrauch Einsparungen in Höhe von über 300.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr erzielt worden.
Nachdem die Anlage schrittweise erweitert worden ist, sind aktuell alle zehn Härterei-Öfen und die insgesamt vier Reinigungsanlagen in das Wärmerückgewinnungssystem eingebunden. „Damit erzielen wir eine jährliche Energieeinsparung von 600.000 Kilowattstunden Strom, was 260 Tonnen CO2 entspricht“, führt Christian Schwierz aus.
Doch damit ist laut Schwierz das Ende der Fahnenstange noch nicht erreicht: „Derzeit arbeiten wir daran, neben der Ofen-Abwärme auch die Abgase der jeweils sechs Gasbrenner pro Ofen in das System zu integrieren. Davon versprechen wir uns eine weitere jährliche Energieeinsparung in der Größenordnung von nochmals 600.000 Kilowattstunden Strom oder 260 Tonnen CO2. Mit diesem finalen Schritt wollen wir den Heizstrom komplett ersetzen“, blickt der Härterei-Leiter voraus.
(Pressemitteilung: IMS Gear SE & Co. KGaA)