Effiziente Wärmerückgewinnung für Industrieprozesse Wie Rippenrohrwärmetauscher Abwärme in Energie verwandeln

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Die Energiewende stellt die Industrie vor enorme Herausforderungen: Energie soll nicht nur effizienter, sondern auch nachhaltiger genutzt werden. In diesem Zusammenhang gewinnt die Nutzung industrieller Abwärme zunehmend an Bedeutung. Denn in vielen Prozessen entweicht nach wie vor ein beträchtlicher Teil der eingesetzten Energie ungenutzt über den Schornstein. Studien schätzen das technisch nutzbare Abwärmepotenzial in deutschen Industrieprozessen auf etwa 36 – 69 TWh pro Jahr. Die energetische Rückgewinnung dieser Abwärme stellt daher eine zentrale Stellschraube dar – sowohl für die CO₂-Reduktion als auch für die Wirtschaftlichkeit industrieller Anlagen.

Besonders bei bestehenden Industrieanlagen – bei älteren Kesselsystemen oder Prozessöfen – wird das Abwärmenutzungspotenzial häufig noch nicht ausgeschöpft. Moderne Wärmetauschertechnologien wie der Rippenrohrwärmetauscher ermöglichen es, diese wertvolle Energie zurückzugewinnen und effizient in den Prozess zurückzuführen.

Aufbau und Funktionsweise des Rippenrohrwärmetauschers

Ein Rippenrohrwärmetauscher basiert auf dem Prinzip der indirekten Wärmeübertragung zwischen zwei getrennten Medien. Typischerweise strömt im Inneren der Rohre Wasser oder Dampf, während das Außenrohr durch heißes Abgas umströmt wird – etwa aus einer Gas-, Öl- oder Kohleverbrennung. Wird ein Rippenrohrwärmetauscher eingesetzt, dienen die namensgebenden Rippen – spiralförmige oder rechteckige angeschweißte Lamellen – der Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche auf der Gasseite und verbessern so den Wärmeübergang. Die Effizienz der Wärmeübertragung hängt maßgeblich von der Temperaturdifferenz zwischen Abgas und Kühlmedium ab. Ein einfaches Beispiel: Bei einer Wassertemperatur von 70 °C und einer Abgastemperatur von 300 °C liegt die Differenz bei 230 °C . Unter solchen Bedingungen ist die Wärmeübertragung besonders effektiv, da schon eine relativ kleine Wärmetauscherfläche genügt, um spürbare Effekte zu erzielen. Nimmt die Abgastemperatur jedoch ab – etwa auf 200 °C – sinkt die Temperaturdifferenz auf nur noch 130°C. In diesem Fall gestaltet sich die Wärmeübertragung deutlich schwieriger, da sich die thermodynamischen Potenziale der beteiligten Medien annähern. Um dennoch eine vergleichbare Energiemenge zu gewinnen, muss die Wärmeübertragungsfläche erheblich vergrößert werden.