Abbildung 1: Schematische Darstellung der flexiblen Betriebsweise eines Kühlhauses
Strahlung und sensibler Wärme der Reinigungsobjekte
entstehen. Fluidverluste
entstehen u. a. dadurch, dass stark verunreinigtes
Reinigungsmittel in den Abfluss
geleitet wird.
Es wurden drei Potenziale zur Steigerung
der Energieeffizienz erarbeitet, die
sowohl einzeln als auch in Kombination
umgesetzt werden können:
Isolation von Leitungen und Tanks,
Vorwärmen der Reinigungsobjekte durch
Abwärme und
Wärmerückgewinnung aus verschmutzten
Reinigungsmitteln, die in den Abfluss
geleitet wurden.
Das Anbringen einer Isolierung an Leitungen
und Tanks senkt die thermischen
Verluste durch Konvektion und Wärmestrahlung
an der Rohraußenseite. Dies erfordert
keine Eingriffe in die Prozesse der Reinigung.
Für einen beispielhaften Reinigungsprozess
einer Leitung mit einer Länge von 150 m und
65 mm Rohrdurchmesser kann der thermische
Verlust durch Konvektion und Strahlung
von 14 kWh auf 4,3 kWh durch eine
10 mm starke Isolierung reduziert werden.
Das Vorwärmen der Reinigungsobjekte
durch Abwärme bewirkt, dass die sensible
Wärme zum Erwärmen der Reinigungsobjekte
gesenkt wird. Fließt warmes Reinigungsmittel
durch kalte Reinigungsobjekte,
wird Wärme vom Reinigungsmittel auf das
Reinigungsobjekt übertragen. Die übertragene
Wärme ist umso größer, je größer
der Temperaturunterschied zwischen Reinigungsmittel
und Reinigungsobjekt ist. Der
Temperaturunterschied kann dadurch verringert
werden, dass die Temperatur des
Reinigungsobjekts erhöht wird. Im Reinigungsprozess
wird jedoch zu Beginn meist
mit kaltem Frischwasser vorgespült. Dieses
kalte Frischwasser könnte kurz (damit kein
Bakterienwachstum bei einer längeren Lagerung
gefördert wird) vor Reinigung erwärmt
werden, damit die Reinigungsobjekte vorgewärmt
werden. Das Reinigungsmittel kühlt
sich dadurch weniger stark ab und muss
folglich mit geringerem Energieaufwand
nachgeheizt werden. Als energieeffizient ist
dieses Vorgehen nur dann zu klassifizieren,
wenn das Vorwärmen mit Abwärme geleistet
wird. Ein Großteil der Energie, die zur
Erwärmung des Frischwassers verwendet
wird, verbleibt im Frischwasser und bleibt
ungenutzt; nur ein Teil der Wärme geht indirekt
in das Reinigungsmittel über.
Ein weiterer Ansatz zur Effizienzsteigerung
in Reinigungsanlagen ist die Nutzung
der Energie der Reinigungsmittel, die in den
Abfluss geleitet werden. Eine Energie entsteht
durch den Temperaturunterschied
zwischen abgeleiteten Reinigungsmittel
und Frischwasser. Herausfordernd sind die
nur wenige Minuten andauernde Zeitspanne
der Einleitungsphase, die punktgenaues
Arbeiten erfordert, und Variation der Höhe
der Temperatur. Das bedeutet, dass eine
direkte Wärmerückgewinnung nur bedingt
Ressourcenmanagement 35
möglich ist. Abhilfe schafft ein Flüssigkeitsspeicher,
der für eine gleichmäßige Temperatur
sorgt, wofür tageweise Flüssigkeit
gesammelt wird. Dies löst auch das Problem
der zeitpunktexakten Nutzung, da so mehr
Flüssigkeit zur Verfügung steht, die zeitsouverän
genutzt werden kann.
Dieser Ansatz lässt sich auch kombiniert
mit dem o. g. Konzept der Frischwassererwärmung
umsetzen. Der Einbau eines Speichers
und Wärmetauschers bedeutet jedoch einen
größeren Eingriff in die Anlagentechnik.
Emissions- und Kosteneinsparpotentiale
durch Flexibilisierung
von Kühllasten
bei der Lagerung von
Molkereierzeugnissen
Die Flexibilisierung eines Kühlhauses zur
Lagerung von Molkereierzeugnissen bedeutet,
dass die Lufttemperatur im Kühlhaus
nicht bei einer konstanten Temperatur gehalten
wird, sondern an die spezifischen Emissionen
von Strom aus dem öffentlichen Versorgungsnetz
angepasst wird. Sind die spezifischen
Treibhausgasemissionen von Strom
aufgrund eines hohen Anteil an Erneuerbaren
Energien niedrig, wird die Kälteleistung
des Kühlhauses erhöht und die Lufttemperatur
wird abgesenkt. Dadurch wird die Temperatur
der gelagerten Produkte verringert und
es speichert sich in diesen Kälte. Steigen die
spezifischen Emissionen im Energiesystem,
z. B. bei Dunkelflaute, wird die Kälteanla-