Wärmerückgewinnung aus Duschabwasser

Effiziente Abwasserwärmerückgewinnung mit dem Falling Film Chiller von BUCO

Die Rückgewinnung von Wärme aus Duschabwasser ist eine der effektivsten Strategien zur Senkung der Energiekosten und zur Verbesserung der Umweltleistung in gewerblichen und industriellen Anlagen. Der BUCO Falling Film Chiller ist ein hocheffizienter Abwasserwärmetauscher, der Energieeinsparungen bei der Warmwasserbereitung von bis zu 50 % ermöglicht. Die fortschrittliche Konstruktion des Fallfilm-Wärmetauschers und die robuste Konstruktion aus rostfreiem Stahl AISI 316 Ti gewährleisten ein Höchstmaß an Langlebigkeit, Hygiene und Betriebszuverlässigkeit - auch bei hoher Belastung oder im Dauerbetrieb.

Die Herausforderung – Wertvolle Wärme geht in den Abfluss

Öffentliche Schwimmbäder, Sportzentren und Hotels verbrauchen täglich große Mengen an Warmwasser zum Duschen. Dieses Wasser, das immer noch erhebliche Wärmeenergie enthält, wird als Abwasser abgeleitet. Anstatt diese Energie zu verlieren, können die Einrichtungen sie mit Wärmerückgewinnungssystemen für Duschabwasser zurückgewinnen.

Wenn die Gäste duschen, tritt warmes Abwasser (etwa 25-30 °C) aus, während kaltes Frischwasser (10-12 °C) in das System gelangt. Der BUCO-Abwasserwärmetauscher überträgt die Wärme des abfließenden Abwassers auf das einfließende Frischwasser und heizt es auf etwa 20-28 °C vor. Das vorgewärmte Wasser gelangt dann in den Kessel und senkt den Brennstoffverbrauch um bis zu 35 % und den gesamten Heizenergiebedarf um bis zu 50 %. Dieser Prozess senkt nicht nur die Energiekosten, sondern reduziert auch die CO₂-Emissionen und unterstützt damit die Nachhaltigkeitsziele des Unternehmens.

So funktioniert die Wärmerückgewinnung von Duschabwasser

Ein Abwasserwärmerückgewinnungssystem gewinnt die Wärmeenergie aus warmen Abwasserströmen zurück, die sonst verloren gehen würde. Der BUCO Falling Film Chiller nutzt ein offenes Fallfilm-Design: Das Abwasser fließt gleichmäßig über die Außenfläche der Edelstahlplatten, während das kalte Wasser im Inneren im Gegenstrom fließt. Das Ergebnis ist ein außergewöhnlich hoher Wärmeübergangskoeffizient (bis zu 2000 W/m²K) und eine konstante Leistung bei minimalem Druckverlust.

Durch die Integration dieses Systems in bestehende Wasserkreisläufe schließen Einrichtungen den thermischen Energiekreislauf, reduzieren den Verbrauch fossiler Brennstoffe und bewegen sich auf eine nachhaltige Warmwasserbereitung zu.

Warum der Falling Film Chiller von BUCO?

Das BUCO-System vereint Energieeffizienz, Wartungsfreundlichkeit und robuste Technik und eignet sich damit sowohl für gewerbliche Duschanlagen als auch für industrielle Anwendungen.

Die wichtigsten Vorteile

• Außergewöhnliche Wärmeübertragungseffizienz mit minimalem Druckverlust
• Flexible Leistung bei variablen Temperaturen und Durchflussmengen
• Offene Konstruktion ermöglicht die Reinigung während des Betriebs - keine Ausfallzeiten
• Hygienische und korrosionsbeständige Konstruktion (Edelstahl AISI 316 Ti)
• Geringer Wartungsaufwand: glatte Oberflächen verhindern Verschmutzungen und ermöglichen eine schnelle Reinigung
• Keine Dichtungen oder Kältemittel, was die Umwelt- und Wartungskosten minimiert
• Anpassbare Konfigurationen für Schwimmbäder, Hotels und Industrieanlagen
• Kontinuierliche Betriebsfähigkeit unter anspruchsvollen Bedingungen

Anwendungen und wirtschaftliche Vorteile

Der BUCO Falling Film Chiller wird häufig eingesetzt in:

• Öffentliche und kommerzielle Schwimmbäder
• Sport- und Wellnessanlagen
• Hotels, Resorts und Spas
• Industrielle Duschsysteme

Durch die Rückgewinnung von Abwasserwärme können diese Betreiber:

• den Energie- und Brennstoffverbrauch um bis zu 50 % senken
• Schnelle Amortisationszeiten durch niedrigere Betriebskosten
• Nachhaltigkeit und Energieeffizienzverbessern
• den CO2-Fußabdruck reduzieren und ESG-Ziele erfüllen

Weitere Anwendungen finden Sie unter BUCO-Lösungen zur Wärmerückgewinnung.

Maßgeschneiderte Wärmerückgewinnungslösung anfordern

Jedes BUCO-System wird so konstruiert, dass es der spezifischen Wärmelast, dem verfügbaren Platz und den Betriebsbedingungen des Standorts entspricht. Unsere Experten entwerfen maßgeschneiderte Abwasserwärmerückgewinnungssysteme zur nahtlosen Integration in neue oder bestehende Anlagen.

Fordern Sie Ihr maßgeschneidertes Angebot und entdecken Sie, wie BUCO Ihr Warmwassersystem effizienter, nachhaltiger und zukunftssicherer machen kann.

Technischer Überblick

Parameter	Beschreibung
System Typ	Offener Falling Film Wärmetauscher
Werkstoff	Rostfreier Stahl AISI 316 Ti
Betriebsbereich	10 - 30 °C Eintrittstemperatur
Wärmeübergangskoeffizient	Bis zu 2000 W/m²K
Energieeinsparung	Bis zu 50 % weniger Heizöl
Reinigung	Während des Betriebs möglich
Anwendungen	Schwimmbäder, Hotels, Sportanlagen, industrielle Duschen

Häufig gestellte Fragen

1. Was ist Wärmerückgewinnung aus Duschabwasser und wie funktioniert sie?

Bei der Duschabwasser-Wärmerückgewinnung wird die im warmen Abwasser (z. B. aus Duschen) enthaltene Wärmeenergie aufgefangen und auf das zugeführte kalte Frischwasser übertragen. In der Praxis wird ein Gegenstrom- oder Fallfilm-Wärmetauscher so installiert, dass das warme Grauwasser (z. B. ~25-35 °C) über eine Seite des Wärmetauschers fließt, während auf der anderen Seite kaltes Wasser (~10-15 °C) zugeführt wird. Das kalte Wasser wird vorgewärmt (z. B. auf ~20-28 °C), bevor es in den Kessel oder den Warmwassererzeuger gelangt, wodurch der Bedarf an Brennstoff bzw. elektrischer Energie reduziert wird.

Dieser Ansatz nutzt den gleichzeitigen Fluss von Abwasser und Frischwasser - insbesondere bei Duschanwendungen -, um eine Wärmeübertragung in Echtzeit zu ermöglichen, ohne dass große thermische Speichersysteme erforderlich sind.

2. Wie hoch sind die Energieeinsparungen, die mit einem Abwasserwärmerückgewinnungssystem für Duschen erzielt werden können?

Die Einsparungen hängen von einer Reihe von Faktoren ab (Abwassertemperatur, Temperatur des einströmenden Kaltwassers, Durchflussmengen, Wirksamkeit des Wärmetauschers). Typische industrielle/gewerbliche Systeme zeigen jedoch Einsparungen von bis zu ~50 % des Warmwasserheizungsbedarfs. Aus einem europäischen Leitfaden geht beispielsweise hervor, dass Duschabwasser-Wärmerückgewinnungssysteme in einigen Fällen bis zu ~60 % der duschbezogenen Energie zurückgewinnen können.

Eine andere Referenz für häusliche/weniger intensive Anwendungen berichtet von einer Senkung des elektrischen Warmwasserverbrauchs um ~31-36 % (bzw. bis zu ~41-47 % mit Tauchheizungen).

Für ein Hotel oder einen Schwimmbadkomplex kann die Implementierung eines angemessen dimensionierten Systems (z. B. mit einem Fallfilmtauscher mit hohem Wärmeübertragungskoeffizienten) also zu erheblichen Einsparungen bei den Brennstoff-/Nutzungskosten und zu einer verbesserten Nachhaltigkeitskennzahl führen.

3. Welche Anwendungen und Einrichtungen profitieren am meisten von der Wärmerückgewinnung aus Duschabwasser?

Diese Technologie ist besonders effektiv in Einrichtungen, in denen ein hoher kontinuierlicher oder wiederholter Gebrauch von Warmwasserduschen oder Spülzyklen und damit ein erheblicher Abfluss von warmem Abwasser besteht. Typische Einsatzgebiete sind:

• Hotels, Resorts und Spas mit vielen Gästeduschen
• Öffentliche oder gewerbliche Schwimmbäder, Wellness-Center, Sport- und Freizeitanlagen
• Industrielle Duschsysteme (Mitarbeiterduschen, Spülsysteme für Produktionslinien)
• Groß angelegte Sanierungsprojekte, bei denen der Warmwasserbedarf hoch ist und Energieeffizienzziele bestehen
  Referenzen zeigen, dass Systeme in "Sportanlagen, Friseursalons, Hotels und Schwimmbädern" eingesetzt werden.
  Kurz gesagt: Szenarien mit "hohem Durchfluss, hohem Umsatz und vorhersehbarer Nutzung" liefern den besten ROI.

4. Was sind die technischen Schlüsselspezifikationen und Designüberlegungen, die ich beachten sollte?

Bei der Spezifikation eines Duschabwasser-Wärmerückgewinnungssystems für den industriellen/gewerblichen Einsatz sind folgende technische Schlüsselparameter zu beachten:

• Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert): Hohe Werte (z. B. bis zu ~2000 W/m² K) deuten auf einen effizienten Wärmeaustausch hin. (Siehe z. B. Fallfilmtauscherdaten)
• Material und Hygiene: Die Verwendung von Edelstahl (z. B. AISI 316Ti) wird aus Gründen der Hygiene, Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit in einer Dusch-/Abwasserumgebung bevorzugt.
• Gleichzeitigkeit der Durchflüsse: Bei Durchlaufsystemen müssen Abwasser- und Kaltwasserstrom gleichzeitig fließen (insbesondere beim Duschen), um eine optimale Rückgewinnung zu gewährleisten.
• Systemdruck/Temperaturbereich: Kaltwasservorlauftemperatur, Abwassertemperatur, Rücklauftemperatur und der zulässige Druckabfall müssen festgelegt werden.
• Zugang zur Reinigung/Wartung: Insbesondere bei Abwässern, die Schmutz, Flusen, Seifenreste oder andere Verunreinigungen enthalten können, muss der Wärmetauscher für die Reinigung zugänglich sein oder über Antifouling-Eigenschaften verfügen.
• Integration/Kompatibilität: Muss mit dem vorhandenen Kessel/Warmwassererzeugung, den hydraulischen Kreisläufen, den Platzverhältnissen und den Wartungsvorschriften übereinstimmen.

5. Erfordert die Installation eines solchen Systems größere Eingriffe in die bestehenden Anlagen?

Nein, nicht unbedingt. Die Integration kann problemlos sein, je nach Systemdesign. Einige Überlegungen:

• Bei Neubauten kann der Wärmetauscher in den Duschabfluss oder die angrenzenden Rohrleitungen integriert werden; bei der Renovierung von Hotels/Bädern kann eine Anpassung der Rohrleitungen und des Platzes erforderlich sein.
• Da die Nutzung der Dusche typisch und vorhersehbar ist, benötigt das System nicht unbedingt einen großen Wärmespeicher, wenn eine sofortige Rückgewinnung verwendet wird.
• Die Wartung sollte geplant werden, aber viele moderne Systeme sind für die Reinigung ohne vollständige Abschaltung ausgelegt (insbesondere Fallfilmtypen). Dadurch werden die Betriebsunterbrechungen begrenzt.
  Daher ist zwar eine gewisse Planung und Anpassung der Rohrleitungen erforderlich, aber die Vorteile überwiegen oft den Installationsaufwand.

6. Wie lange ist die Amortisationszeit für ein gewerbliches Duschabwasser-Wärmerückgewinnungssystem?

Die Amortisationszeit hängt von standortspezifischen Variablen ab: Warmwasserverbrauchsmenge, Energie-/Brennstoffkosten, Systemeffizienz und Installationskosten. Typische Referenzen für Systeme in Privathaushalten zeigen Amortisationszeiten im Bereich von 2,5 bis 7 Jahren (für die Wärmerückgewinnung aus Haushaltsabwässern).

Bei gewerblichen/industriellen Systemen (z. B. Hotels, Schwimmbäder) mit großen Lasten kann die Amortisationszeit aufgrund des höheren Energieeinsparpotenzials (50 % und mehr) deutlich kürzer sein. Am besten ist es, eine vollständige Lebenszykluskostenanalyse (LCCA) durchzuführen, die die Kapitalkosten, die erwarteten Energieeinsparungen, die Wartungskosten und die Haltbarkeit/Lebensdauer des Wärmetauschers berücksichtigt.

7. Welche hygienischen, sicherheitstechnischen und rechtlichen Aspekte sind bei der Wärmerückgewinnung aus Duschabwasser zu beachten?

Vor allem bei gewerblich-industriellen Anlagen (Hotels/Bäder) müssen mehrere Aspekte beachtet werden:

• Trennung von Trink- und Nichttrinkwasser: Der Wärmetauscher muss sicherstellen, dass sich Abwasser und Frischwasser nicht vermischen. Je nach den örtlichen Vorschriften können doppelwandige oder leckagesuchende Optionen erforderlich sein.
• Thermische Leistung und Absenkung der Temperatur: Das System darf die Abwassertemperatur nicht unter Schwellenwerte absenken, die die nachgeschaltete Behandlung (bei Einleitung in die Kanalisation) beeinträchtigen oder mikrobielles Wachstum verursachen könnten. In einigen Richtlinien wird empfohlen, das Abwasser in der Kanalisation nicht unter ~10 °C zu kühlen.
• Materialeignung und Reinigung: In einer Dusch-Abwasser-Umgebung mit Seife, Ölen, Flusen usw. müssen die Materialien resistent gegen Verschmutzung und Korrosion sein, und das Design sollte die Reinigung erleichtern.
• Einhaltung von Bauvorschriften und Energieeffizienzbestimmungen: In vielen Ländern wird die Abwasserwärmerückgewinnung (WWHR) in den Energievorschriften oder Berechnungsmethoden für Gebäude anerkannt.
  Daher müssen die technischen Spezifikationen eine hygienische Trennung, die richtigen Materialien, den Zugang zur Wartung und die Einhaltung der Vorschriften umfassen.

8. Wie sind Fallfilm-Wärmetauscher im Vergleich zu Platten- oder Spiralwärmetauschern für diese Anwendung geeignet?

Bei der Wärmerückgewinnung aus Industrieabwässern (z. B. für Duschen, Wäschereien, Prozessabwässer) ist die Wahl des Wärmetauschertyps entscheidend:

• Fallfilm-Wärmetauscher (offene Bauweise, Edelstahl) bieten sehr hohe Wärmeübertragungskoeffizienten, niedrige Druckverluste und einfache Reinigung / Zugänglichkeit während des Betriebs. Aus der Produktliteratur geht beispielsweise hervor, dass der Falling Film Chiller in offener Bauweise aus Edelstahl auch während des Betriebs gereinigt werden kann.
• Plattenwärmetauscher können gut funktionieren, sind aber in Abwasseranwendungen unter Umständen stärker verschmutzt und erfordern möglicherweise Ausfallzeiten für die Wartung.
• In Umgebungen mit höherer Verschmutzung/variablem Durchfluss (z. B. Industrieduschen, große Hotels, Schwimmbäder) sind Fallfilmkühler aufgrund ihrer Robustheit und Reinigungsfähigkeit oft die bevorzugte Wahl.
  Daher bieten Fallfilmkühler bei der Spezifizierung für eine gewerbliche/industrielle Anlage oft eine bessere Betriebssicherheit und geringere Wartungsausfallzeiten.

9. Was sind die einschränkenden Faktoren oder Risiken bei der Implementierung eines Duschabwasser-Wärmerückgewinnungssystems?

Bei der Planung sollten mehrere einschränkende Faktoren oder Risiken berücksichtigt werden:

• Ungleichzeitigkeit des Durchflusses: Wenn das warme Abwasser (Quelle) und der Kaltwasserzulauf (Senke) zeitlich oder vom Durchfluss her nicht übereinstimmen, sinkt die Rückgewinnung (es sei denn, es wird ein Speicher hinzugefügt).
• Niedrige Abwassertemperatur oder geringer Durchfluss: Wenn das Abwasser nur mäßig warm ist oder der Durchfluss gering ist, rechtfertigt die für die Rückgewinnung verfügbare Energie möglicherweise nicht die Kosten. Der Wirkungsgrad kann sinken.
• Verschmutzung und Wartung: Verunreinigungen im Abwasser (Seife, Flusen, Ablagerungen) können die Wärmeübertragungseffizienz verringern und die Wartungskosten erhöhen; dies erfordert eine sorgfältige Auswahl der Wärmetauscherkonstruktion und des Reinigungsverfahrens.
• Integrationsprobleme: Bei Nachrüstungen kann es zu Einschränkungen in Bezug auf vorhandene Rohrleitungen, Platz und hydraulische Konfiguration kommen, oder es können Ausfallzeiten erforderlich sein.
• Wirtschaftliche Tragfähigkeit: Standortspezifische Berechnungen müssen bestätigen, dass die Einsparungen bei den Brennstoff-/Versorgungskosten, die Wartungskosten und die Kapitalkosten übereinstimmen, um einen akzeptablen ROI zu erzielen.
  Durch eine proaktive Bewertung dieser Faktoren können Betriebsleiter und Ingenieure Risiken mindern und die Systemleistung optimieren.

10. Wie kann ein Hotel, ein Schwimmbadkomplex oder eine Industrieanlage den Spezifikationsprozess in Gang bringen und eine effektive Umsetzung sicherstellen?

Im Folgenden wird ein schrittweises Vorgehen für Entscheidungsträger empfohlen:

1. Ausgangssituation bewerten: Messung des aktuellen Warmwasserverbrauchs (Duschwassermenge, -temperaturen, -durchfluss), der Abwassertemperatur und -menge, der Betriebs-/Brennstoffkosten, der aktuellen Leistung des Kessels/Warmwassersystems.
2. Durchführbarkeitsstudie: Definition der Kaltwassertemperatur, der Abwassertemperatur, der Gleichzeitigkeit der Durchflüsse, der räumlichen Gegebenheiten, des Zeitplans und des Wartungsplans. Quantifizierung der potenziellen Energie-/Brennstoffeinsparungen (Referenzwerte: bis zu ~50 %).
3. Spezifikation der Wärmerückgewinnungsanlage: Auswahl der Wärmetauscherbauart (z. B. Fallfilm aus rostfreiem Stahl), Größe für die Durchflüsse, Gewährleistung einer hygienischen Trennung, Materialien, Zugang zur Reinigung, Druck-/Temperaturwerte, Integration in das bestehende System.
4. Wirtschaftliche Analyse: Kapitalkosten, Installationskosten, Ausfallzeiten, Wartungskosten, erwartete Einsparungen, Amortisationszeit.
5. Planung der Integration: Abstimmung mit bestehenden HLK-/Sanitär-/Warmwassersystemen, Sicherstellung der Steuerung, Überwachung (um Einsparungen zu erzielen), Sicherstellung der Einhaltung von Vorschriften (Bauvorschriften, Hygiene).
6. Installation und Inbetriebnahme: Installation mit minimaler Unterbrechung, Sicherstellung der korrekten Integration der Vorwärmschleife, Validierung der Leistung (Temperaturen, Durchfluss, Energieverbrauch) und Einrichtung der Überwachung zur Überprüfung der Einsparungen.
7. Überwachung und Optimierung: Nach der Inbetriebnahme Überwachung des tatsächlichen Energieverbrauchs, Sicherstellung eines Wartungsplans, Reinigung der Wärmetauscheroberflächen nach Bedarf, Vergleich der tatsächlichen mit den geplanten Einsparungen und entsprechende Anpassung der Steuerung/Durchflussmengen.