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Wärmerückgewinnung (WRG) ist ein Sammelbegriff für die Verfahrenstechnik zur Wiedernutzbarmachung der thermischen Energie eines den Heizprozess verlassenden Massenstromes. Im einfachsten Fall, bei relativ kontinuierlicher Wärmeabgabe und -aufnahme, reicht ein Wärmeüberträger, ansonsten ist zusätzlich noch ein Wärmespeicher als Regenerator als Kurzzeitspeicher notwendig. Das Verfahren der Wärmerückgewinnung lässt sich bei Gasen (Luft) und Flüssigkeiten für Wärme- und Kälteprozesse einsetzen.

Ziel der Wärmerückgewinnung ist die Minimierung des Primärbedarfs. Neben energiewirtschaftlichen Gesichtspunkten werden auch ökologische Forderungen wie Ressourcenschonung und Umweltentlastung erfüllt.

Anwendung der Wärmerückgewinnung

Wärmerückgewinnung in der Industrie: Bei vielen Produktionsprozessen sind hohe Temperaturen notwendig. Beim Abkühlen der Produkte und der erhitzten Umgebungsluft, die beim Prozess aufgewärmt werden, kann Wärme zurückgewonnen werden. Diese Wärme kann auf niedrigen Temperaturniveaus wiederum für Heizzwecke genutzt werden. Weiterhin kann man die Wärme in Elektroenergie wandeln. Da Abwärme meistens auf niedrigem Temperaturniveau anfällt, ist eine Wandlung in Elektroenergie meistens nur mit Hilfe des ORC-Prozesses (Organic Rankine Cycle) möglich.

Wärmerückgewinnung mit exothermer Reaktion: Entstehen bei industriellen Prozessen neben der Wärme auch brennbare Gase, kann durch deren Verbrennung weitere Wärme bereitgestellt werden.

Vorteile einer Wärmerückgewinnung:

  • Verringerung der Anschlussleistungen [kW] für Heiz- und Kälteenergie
  • Verringerung des Energieverbrauchs [kWh] für Heizung und Kühlung
  • Verkleinerung oder Entfall von Heizkessel, Kältemaschine, Rückkühlwerk, Verrohrung, Technikzentrale, Schornstein, …
  • Verringerung der Investitions- und Betriebskosten in anderen Gewerken (z.B. Heizung, Kühlung)
  • Verringerung der Schadstoffemissionen
  • Verringerung der Temperaturdifferenz (Entfall oder Verminderung des Nacherwärmers für komfortable Zulufttemperatur)

So einfach wie obige Definition der Wärmerückgewinnung, so komplex ist die Realisierung in Industrieunternehmen mit ihren unterschiedlichsten Gegebenheiten und Anforderungen. Seit über 20 Jahren befassen wir uns bereits mit Energiesparmodellen, die auf der wirtschaftlichen Wärmerückgewinnung basieren. Sie sind weltweit im Einsatz und setzen Maßstäbe an Wirtschaftlichkeit und Effizienz.

IKS-Energiesparmodelle auf Basis intelligenter Wärmerückgewinnung

IKS-Sorptionstechnologie mit KWK Kraft-Wärme-Kopplung
Bei der Kraft-Wärme-Kopplung mit einem Blockheizkraftwerk (BHKW) wird der Energieträger Erdgas verwendet, um über eine Verbrennungsmotor-Generatoreinheit Strom für den Eigenverbrauch zu erzeugen. Die dabei anfallende Abwärme wird für die Raumheizung, die Warmwasserbereitung oder für die Erwärmung von Prozessmedien benutzt. Bei der Stromerzeugung im Kraftwerk geht die Abwärme meist ungenutzt verloren. Konventionelle BHKW mit Abwärmenutzung als Heizenergie sind von den jährlichen Betriebsstunden in der Heizperiode begrenzt.
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IKS-Sorptionstechnologie mit KWKK Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung
Hier nutzen wir die Vorteile eines BHKWs in Verbindung mit einer Absorptionskälteanlage. Diese sehr wirtschaftlichen Anlagen konnten bisher nur zur Grundlastabdeckung genutzt werden. IKS hat hier ein Verfahren entwickelt, um produktionsbedingte Lastspitzen des Kältebedarfs abzufedern. Erst damit erschließt sich diese Kombinations-Technologie für Kunden mit kleinerem oder schwankendem Kältebedarf. Im Winter lässt sich die Abwärme trotzdem oft zu Heizzwecken nutzen, die Kälte wird dann durch dieselben Komponenten über Freie Kühlung erzeugt.
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IKS-Dual Energie
Diese hocheffizienten Energiesparanlagen verzichten zur Prozesskühlung von Spritzwerkzeugen und Produktionsmaschinen auf den Einsatz elektrisch betriebener Kältemaschinen. Stattdessen werden natürliche Energiequellen wie z.B. kalte Umgebungsluft oder Grundwasser als Wärmesenke bzw. -quelle genutzt. Mit Wärmepumpen kann die Energie zur Beheizung von Bürogebäuden und zur Warmwasserbereitung genutzt werden (Thermo-Management). Für die Realisierung dieser Energiespar-Technologie, die in Neu- und bestehende Anlagen integriert werden kann, wurde der Fa. Gealan der E.ON Bayern Umweltpreis für ein IKS-System verliehen.
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IKS-Heizen ohne Produktion
Die Gebäudeheizung ohne in Betrieb befindliche Produktionsanlagen wird durch ein innovatives IKS-Energiesparsystem erreicht. Diese Systemlösung verzichtet auf die herkömmliche Wärmerückgewinnung aus Prozesswärme von Werkzeug- oder Fertigungsmaschinen, die eben nur bei laufender Produktion anfällt. Dieses IKS-System schaltet dem Kondensator im Kühlkreislauf einen Wärmetauscher vor. Im Kurzschlussbetrieb (Verdampfer-Verdichter) wird mit einer speziellen Regelung, ohne Zufuhr von Wärme, überschüssige Energie entnommen. Damit kann die Raumheizung realisiert werden, ohne eine separate Heizungsanlage für wenige Tage im Jahr installieren zu müssen.
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