Wärmerückgewinnung aus Wäschereiabwasser

Bei der Wärmerückgewinnung von Wäschereiabwässern wird die Wärmeenergie des warmen, verunreinigten Abwassers, das beim Waschen entsteht, aufgefangen und zur Vorwärmung von Frisch- oder Brauchwasser genutzt, bevor es in das Heizsystem gelangt. Dadurch wird der für die Erwärmung von Frischwasser erforderliche Brennstoff (Gas, Öl, Dampf) reduziert.

In einer industriellen Wäscherei bedeutet dies, dass das Abwasser aus Waschmaschinen oder Tunneln (in der Regel ~25-50 °C) über einen speziellen Wärmetauscher Wärme an das kalte einströmende Wasser (~10-15 °C) abgibt, wodurch die Frischwassertemperatur deutlich erhöht wird, bevor es in den Kessel oder die Heizung gelangt.

Denn industrielle Wäschereien verbrauchen häufig sehr große Mengen an Warmwasser und produzieren ebenso große Mengen an warmem Abwasser, das oft ungenutzt bleibt. Durch Rückgewinnung dieser "Abwärme" können Sie:

• Senken Sie den Brennstoffverbrauch für die Wassererwärmung (oft um bis zu 50 %).
• senken Sie die Betriebskosten.
• verbessern Sie die Nachhaltigkeit, reduzieren die CO₂-Emissionen und verbessern das Energieprofil Ihrer Anlage.
• Potenzielle Verkürzung der Amortisationszeit dank der für B2B-Wäschereien typischen großen Beladungen und des Dauerbetriebs.

Typische geeignete Technologien sind:

• Pillow Plate- oder "Fallfilm"-Edelstahltauscher - gut geeignet für verunreinigte oder stark verschmutzte Ströme aufgrund der offenen Bauweise und der hohen Reinigungsfähigkeit.
• Rohrbündel- und Scheibenwärmetauscher - werden in Situationen eingesetzt, in denen das Abwasser mäßig sauber ist oder für die sekundäre Rückgewinnung.
• Wasser-Wasser-Gegenstromtauscher sind in diesem Zusammenhang im Allgemeinen effizienter als Parallelstromtauscher.
  Die Auswahl hängt vom Verschmutzungsgrad, der Wartungskapazität, den Temperaturunterschieden und den Platzverhältnissen ab.

Wichtige Parameter sind:

• Temperatur und Durchflussmenge des Abwassers sowie die Temperatur des einströmenden Frischwassers. Diese bestimmen das thermische Potenzial.
• Wärmeübergangskoeffizient (z. B. Werte bis zu ~2000 W/m²K bei speziellen Pillow-Plate-Systemen) und Oberfläche.
• Baumaterial und Verschmutzungs-/Reinigungskonzept: Für stark verschmutzte Wäschereien sind Edelstahl und zugängliche offene Oberflächen hilfreich.
• Der Mindestdurchfluss oder Auslegungsfall (Worst-Case-Lasten), um die Robustheit des Systems zu gewährleisten.
• Integration in bestehende Wasser-/Wärmesysteme: Wie wird das vorgewärmte Wasser verwendet, Rücklauftemperaturen, Rohrleitungen, Steuerung, Platz.
• Wartungsanforderungen: Wie leicht kann der Wärmetauscher während des Betriebs gereinigt oder gespült werden?

Fallstudien und Industriequellen zeigen:

• Bis zu ~50 % weniger Heizenergie (Brennstoff oder Strom) für die Wassererwärmung in Wäschereien.
• Zusätzliche Vorteile: Verbesserte Trocknungseffizienz, da die eingehende Wäsche wärmer ist und somit weniger Restfeuchtigkeit in den Trocknern verbleibt (was zu einer weiteren Energiereduzierung führt), in einigen Fällen bis zu ~20 % zusätzlich.
• Erhebliche CO₂- und Emissionssenkungen, da weniger fossile Brennstoffe zum Heizen verbrannt werden.
  Denken Sie daran: Die tatsächliche Leistung hängt von standortspezifischen Faktoren ab (Temperaturen, Durchfluss, Verschmutzung, Integration).

Obwohl die Amortisation stark von den Standortbedingungen abhängt, berichten viele industrielle Wäschereien von Amortisationszeiten im Bereich von wenigen Jahren - oft 2-5 Jahre. Höhere Brennstoffkosten, gleichmäßige große Lasten und minimale Ausfallzeiten begünstigen kürzere Amortisationszeiten.

Die wichtigsten Einflussfaktoren sind: Kapitalkosten (Ausrüstung + Installation + Integration), Brennstoffkosten und -eskalation, Verfügbarkeit von Abwärme (Durchfluss/Temperatur), Wartungskosten und Betriebssicherheit.

Zu den erwarteten Herausforderungen gehören:

• Verschmutzung: Wäschereiabwässer enthalten oft Flusen, Waschmittel, Öle und feine Feststoffe - diese können die Wärmeübertragung beeinträchtigen. Das Design muss die Verschmutzung minimieren und die Reinigung vereinfachen.
• Variable Belastungen: Schwankungen im Abwasserdurchfluss oder in der Temperatur (z. B. im Schichtbetrieb) beeinträchtigen die Effizienz. Das System muss für Worst-Case- und Durchschnittslasten ausgelegt sein.
• Zugang und Reinigung: Die Ausrüstung muss für Inspektion und Reinigung ohne Produktionsunterbrechung zugänglich sein.
• Integrationsrisiko: Wenn die zurückgewonnene Wärme nicht effektiv absorbiert oder nachgelagert genutzt werden kann, wird Energie verschwendet.
• Materialbeständigkeit: Korrosion oder Erosion in aggressiven Wäscheabwässern können die Lebensdauer der Geräte verkürzen, wenn die Materialien nicht richtig ausgewählt werden.

Ja - viele Systeme sind so konzipiert, dass sie in bestehende Anlagen integriert werden können. Wichtige Überlegungen:

• Ausreichend Platz für den Wärmetauscher und die Rohrleitungen. Einige Modelle sind kompakt oder werden an der Decke montiert, um begrenztem Platz gerecht zu werden.
• Vorhandene Wasser- und Wärmesysteme müssen für die Aufnahme des vorgewärmten Wassers geprüft werden (z. B. Rohrleitungen, Ventile, Puffertanks).
• Der Abwasserweg und die Frischwasserzufuhr müssen zugänglich sein und idealerweise einen gleichmäßigen Durchfluss und eine gleichmäßige Temperatur aufweisen.
• Das Kosten-Nutzen-Verhältnis muss sorgfältig geprüft werden: Bei kleinen Wäschereien mit geringem Durchsatz rechtfertigt sich die Investition möglicherweise nicht.

Ja. Dazu gehören:

• Gesetzgebung: In einigen Ländern wird die Wärmerückgewinnung aus Abwasser als eine Form der erneuerbaren Energie definiert - dies kann sich auf Anreize oder die Einhaltung von Vorschriften auswirken.
• Abwasser/Abwasserbehandlung: Eine zu starke Absenkung der Abwassertemperatur kann sich auf die nachgeschaltete biologische Behandlung oder auf gesetzliche Einleitungsgrenzwerte auswirken.
• Hygiene: Da Wäschereiabwässer verunreinigt sein können, muss der Wärmetauscher eine hygienische Trennung der Ströme gewährleisten, wenn das Prozesswasser nachgelagert wiederverwendet wird.
• Genehmigungen und Betreiberzulassungen: In einigen Ländern ist für die Wärmegewinnung aus Abwässern oder Industrieabwässern eine Genehmigung oder Zustimmung der Versorgungsunternehmen erforderlich.

Eine grobe Schätzung beinhaltet:

• Messung oder Schätzung des Volumenstroms des Abwassers (m³/h oder L/s) und seiner durchschnittlichen Temperatur (°C).
• Messung des Frischwasserdurchflusses und seiner Eintrittstemperatur.
• Berechnung des erreichbaren Temperaturanstiegs auf der Frischwasserseite unter Berücksichtigung der Tauscherleistung und der Temperaturdifferenz.
• Verwendung der Formel für die spezifische Wärme: Schätzung der Wärmeenergie (z. B. in kW oder kWh).
• Berücksichtigung von Systemverlusten, Verschmutzung, intermittierendem Betrieb, Reinigungsstillstand.
• Daraus können Sie das Brennstoff- oder Energieausgleichspotenzial abschätzen und in ROI umrechnen. Aus der Literatur geht ein erhebliches Potenzial hervor: Wenn z. B. Abwasser eine Temperatur von ~40-50 °C und Süßwasser eine Temperatur von ~10-15 °C hat, sind erhebliche Gewinne möglich.

Um einen zuverlässigen Business Case zu erstellen, wird eine detaillierte Standortprüfung dringend empfohlen.

Typische Betriebsbereiche in Wäschereianwendungen:

• Abwassereingang: ~25-50 °C je nach Waschzyklus, Maschinentyp, Vorspülstufen.
• Frischwasser-/Speisewassereinlass: oft ~10-15 °C, abhängig von der Wassertemperatur im Netz und der Jahreszeit.
• Vorgewärmter Wasserauslass: Systeme können das Frischwasser auf ~20-45 °C anheben, bevor es in den primären Heizprozess gelangt.
  Planer sollten bei der Dimensionierung die niedrigsten Temperaturen (Worst-Case-Winter) und die höchsten Lasten (Spitzenlast) berücksichtigen.

Verschmutzungen (Ablagerungen, Flusen, Öle, Reinigungsmittel) verringern die Wärmeübertragungskoeffizienten, erhöhen den Druckverlust und senken den Wirkungsgrad. Industriequellen zeigen, dass Verschmutzungen die Leistung um mehrere K Temperaturerhöhung verringern können, wenn sie nicht behandelt werden.

Strategien zur Abhilfe:

• Verwenden Sie eine Tauscherkonstruktion mit größerem Strömungsquerschnitt, zugänglichen Oberflächen oder offenem Kanal (insbesondere beim Pillow-Plate-Typ), um eine Reinigung während des Betriebs zu ermöglichen.
• Regelmäßige Reinigung, Rückspülung, Filtersiebe, Flusenabscheider vor dem Wärmetauscher einplanen.
• Überdimensionierung der Tauscheroberfläche, um die Verschmutzung im Laufe der Zeit zu kompensieren.
• Überwachen Sie die Leistung (∆T, Druckabfall, Durchfluss) und planen Sie die Wartung vorausschauend.

Zu den guten Praktiken gehören:

• Regelmäßige Inspektion von Verschmutzungen/Ablagerungen und Reinigungsintervalle.
• Überwachung der wichtigsten Parameter: Einlass-/Auslasstemperaturen, Durchflussmengen, Druckverluste, Wärmeübertragungsleistung (∆T und Last).
• Aufzeichnung und Verfolgung der Energieeinsparungen im Vergleich zum Ausgangswert, um den ROI zu überprüfen.
• Prüfung auf Korrosion, mechanische Ermüdung, Unversehrtheit der Dichtungen (falls vorhanden).
• Sicherstellung, dass das Steuersystem mit variablen Lasten umgehen kann und vor Einfrieren, hohem Druck oder starker Verschmutzung schützt.
• Sicherstellung der Bedienerschulung, der Verfügbarkeit von Ersatzteilen und der Führung von Wartungsprotokollen.

Es sind mehrere Modelle üblich:

• Direkte Kapitalinvestition durch den Wäschereibetreiber, wobei die Einsparungen vollständig dem Betreiber zufließen.
• Energiedienstleistungsverträge (ESCO) oder Contracting-Modelle, bei denen ein Dritter das System installiert und betreibt und die Einrichtung für die gelieferte Wärme oder einen Teil der Einsparungen zahlt.
• Verfügbarkeit von Subventionen, Zuschüssen oder Anreizprogrammen für Energieeffizienz oder Abwärmerückgewinnung, je nach Land/Region.
• Pay-for-Performance-Modelle, bei denen die Zahlungen an verifizierte Energieeinsparungen geknüpft sind.
  Die Wahl des richtigen Modells hängt von Budget, Risikobereitschaft, vorhandener Infrastruktur und strategischen Energiezielen ab.

Achten Sie bei der Auswahl eines Lieferanten oder Partners auf Folgendes:

• Nachgewiesene Erfolgsbilanz bei Installationen in Wäschereien oder ähnlich verschmutzten Abwasseranwendungen.
• Materialkompetenz (z. B. Edelstahl, Korrosionsbeständigkeit) und Reinigungs-/Zugangsdesign.
• Die Fähigkeit, robuste Technik, detaillierte Dimensionierung, hydraulische/thermische Modellierung und klare ROI-Berechnungen zu liefern.
• Service, Wartungsunterstützung, Leistungsgarantien und Ersatzteilstrategie.
• Flexibilität im Design (kundenspezifische Platzverhältnisse, modulare Lösungen) und Integrationsfähigkeit in bestehende Systeme.

Zu stellende Fragen:

• Wie hoch ist der erwartete Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung und wie hoch ist die Leistung in der Praxis?
• Wie wird das System gereinigt und gewartet? Welche Ausfallzeiten sind erforderlich?
• Wie lange ist die Amortisationszeit und welche Annahmen liegen ihr zugrunde?
• Wie funktioniert die Integration mit der Frischwasserversorgung und dem Heizsystem?
• Was geschieht, wenn sich Lasten oder Durchflüsse in Zukunft ändern? Ist das System skalierbar?
• Können Sie Referenzen von ähnlichen Wäscherei-Installationen vorlegen?
  Ein starker Partner sorgt für technische Klarheit, Risikominimierung und stellt sicher, dass die Investition einen echten Nutzen bringt.