Dampfversorgungssysteme Effiziente Dampfnutzung in Energieversorgungsanlagen

Redakteur: Dr. Jörg Kempf

Dampf wird in vielen Prozessen der Industrie als effizienter Energieträger geschätzt. Ist Dampf aus der Abwärmenutzung oder über einen eigenständigen Dampferzeuger vorhanden, gibt es einige Ansatzpunkte, um die Energierückgewinnung so aufzubauen, dass die Kostenreduzierung besonders hoch ist.

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Beispiele zur Optimierung der Energieausnutzung (Bild: Spirax Sarco)
Beispiele zur Optimierung der Energieausnutzung (Bild: Spirax Sarco)

Dampf ist in vielen Anwendungen gegenüber Warmwasser oder Heißwasser das effektivere Wärmeträgermedium. In industriellen Anlagen werden die hohe Temperatur des Dampfes und seine große Energiedichte ausgenutzt. Im Bereich der Pharmaproduktion oder der Lebensmittelindustrie ist Dampf zudem optimal für Sterilisationszwecke geeignet. Der Transport des Dampfes erfolgt selbsttätig, elektrische Pumpen werden nicht benötigt, und elektrische Energie spielt für die Betriebskosten kaum eine Rolle.

Üblicherweise wird Dampf geplant in einem Dampfkessel für den Produktionsprozess erzeugt. Die Leistung des Dampfkessels wird aber auch dafür genutzt, die Heizungsanlage teilweise oder ganz mit Energie zu versorgen. Oft bietet sich das dann an, wenn in den warmen Monaten wenig Heizleistung aus der Warmwasseranlage, aber weiterhin Dampf für den Prozessbetrieb benötigt wird. Nicht zu unterschätzen sind die Energiemengen, die aus Abdampf entstehen. Werden diese sinnvoll genutzt, ergeben sich oft Amortisationszeiten von wenigen Wochen.

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Moderne Anlagenausrüstung

Über eine sinnvolle Isolierung von Rohrleitungen muss heute glücklicherweise nicht mehr allzu oft geredet werden. Wird eine mit 160°C betriebene 500mm Rohrleitung unisoliert betrieben, verursacht das Energiekosten bis zu 40000 Euro/Jahr; diese Kosten reduzieren sich bei 100mm Isolierung auf ca. 2400 Euro. Ähnliche Überlegungen gelten auch für Wärmetauschersysteme, wobei moderne Konzepte leider noch immer nicht in dem Maß eingesetzt werden, wie das energetisch sinnvoll wäre. Auch wenn der klassische Rohrbündelapparat weiterhin in einigen Anwendungen seine Daseinsberechtigung hat, gibt es doch einige sinnvolle Alternativen:

  • Plattenwärmetauscher sind klein, kompakt und flexibel. Moderne Apparate sind auch für Dampf geeignet. Ihre Abstrahlverluste sind schon aufgrund der im Vergleich zum Rohrbündelapparat mindestens um den Faktor 3 kleineren Oberfläche wesentlich geringer. Außerdem sind das Eigenvolumen und der Inhalt des Sekundärmediums so klein, dass schnell geregelt werden kann. Die Notwendigkeit, ständig größere Massen auf Temperatur zu halten, entfällt dadurch.
  • Plate&Shell-Wärmetauscher, wie sie von Spirax Sarco in QuickHeat-Stationen verwendet werden, vereinigen zwei wesentliche Eigenschaften von Rohrbündel- und Plattenwärmetauscher: Klein, kompakt, große Wärmeübertragungsfläche in einem robusten, dichtungslosen Stahlmantel.
  • Turflow-Drallrohrwärmetauscher besitzen dieselben Eigenschaften wie Rohrbündelapparate, verfügen jedoch über einen wesentlich besseren Wärmeübergang. Dadurch bauen sie kleiner auf, Kosten und Energieverluste werden entsprechend geringer. Zudem wird die Installation wesentlich vereinfacht.

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