Innovationen
Dezentrale Brauchwarmwasseraufbereitung BWW++
Im Forschungsprojekt «Brauchwarmwasserspeicher BWW++» wird ein kompaktes System zur dezentralen Brauchwarmwasseraufbereitung in Wohngebäuden entwickelt. Es basiert auf einer dezentralen Wärmepumpe (eXergiemaschine), einem dezentralen Latentwärmespeicher und einem Frischwassermodul.
Brauchwarmwasseraufbereitung soll Energieverbrauch von Gebäuden senken
Das grösste Potenzial, den Energieverbrauch von Gebäuden zu reduzieren, weisen die Raumheizung und die Brauchwarmwasseraufbereitung auf. Im Rahmen des Forschungsprojektes «Brauchwarmwasserspeicher BWW++» des Kompetenzzentrums Thermische Energiespeicher (HSLU) und der BMS Energietechnik AG wird ein neuartiges System zur dezentralen Brauchwarmwasseraufbereitung entwickelt. Dieses beinhaltet eine eXergiemaschine, die ihre Verdampfungsenergie aus dem Heizkreislauf im Winter oder der Raumwärme im Sommer bezieht und über einen Latentwärmespeicher ein Frischwassermodul betreibt. Ziel ist es, Hygiene und Energieeffizienz optimal zu kombinieren: Die Trinkwassernormen sollen eingehalten und die Energie in diesem Bereich drastisch gesenkt werden.
eXm®-compact
eXergiemaschnine für kleinere Anwendungsfälle
Die BMS-Energietechnik AG und varmeco GmbH & Co.KG bieten jetzt eine Weiterentwicklung der eXergiemaschine (eXm®) an: die eXm®-compact. Diese kleinere Version steigert z.B. die Energieeffizienz der Warmwassererzeugung bei Anlagen mit Wärmepumpe oder Solarenergie in Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie im Kleingewerbe...
Die neue eXergiemaschine (eXm®) compact ist ein «Wärme-Booster» für Ein- und Mehrfamilienhäuser von varmeco und BMS-Energietechnik und arbeitet in Kombination mit einem oder zwei Heizwasser-Pufferspeichern. Die Maschine entnimmt dem Speicher Wasser bei mittlerer Temperatur (z.B. 45 °C), heizt einen Teil davon auf und stellt ihn mit 60 °C oder mehr bereit – ausreichend heiß für die Warmwassererzeugung. Der andere Teil des Wassers wird abgekühlt und sichert einen kühlen Rücklauf zur Wärmequelle. Das sorgt z.B. bei Solaranlagen, Nahwärmenetzen oder Wärmepumpen für einen höheren Wirkungsgrad.
Das Gerät wird platzsparend an der Wand aufgehängt und eignet sich für die Sanierung bzw. Nachrüstung in bestehende Heizungsanlagen.
Vorlauftemperatur anheben, Rücklauftemperatur senken
Der Idealzustand einer effizienten Heizungsanlage, eine weite Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf, wird in der Praxis selten erreicht – ausser mit der eXergiemaschine. Diese Neuentwicklung der Wärmespezialisten varmeco und BMS-Energietechnik macht den Ideal- zum Normalzustand. Die eXergiemaschine ist eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe, die für höhere Temperaturen ausgelegt ist als eine normale Heizungswärmepumpe und die einen sehr großen Temperaturhub bietet.
Die eXergiemaschine senkt die Rücklauftemperatur und/oder stellt höhere Vorlauftemperaturen bereit, und zwar unabhängig von dem Nutzerverhalten. Von dieser Temperaturspreizung profitieren diverse Anwendungen: Fernwärme-, Nahwärme- und Brennwertkesselanlagen lassen sich mit einer niedrigen Rücklauftemperatur betreiben, Abwärme erreicht ein nutzbares Temperaturniveau und Wärmepumpen oder Solarkollektoren liefern mehr nutzbare Wärme aus regenerativer Energie. Das steigert die Effizienz und schützt das Klima. Benötigt wird ausser der eXergiemaschine nur ein Heizungspufferspeicher(-system), in dem die Temperaturschichtung optimiert wird.
Modultechnik BMSpower®: Wie alles begann
Die BMS-Energietechnik AG realisiert seit 30 Jahren Projekte, in denen Kälte UND Wärme erzeugt wird. Zum Einsatz kommt das BMS power®-Modul, das je nach Bedarf thermischer Energie auf der kalten und/oder warmen Seite bereitstellt. Wie die Idee entstand, berichtet Firmengründer Remo Meister...
Einfach und sicher: Unsere patentierte Modultechnik
„Angefangen als Kälteanlagenmonteur habe ich fast ausschliesslich Störungen bei Kälte- und Klimaanlagen sowie Wärmepumpen behoben und gesehen, was der Ausfall solcher Anlagen bedeuten kann: hohe Kosten, Produktionsausfälle, Lieferschwierigkeiten bis hin zum Kundenverlust.
Diese Erfahrungen haben mich dazu bewogen, Anlagen mit neuen Lösungsansätzen zu entwickeln. Meine Vision: Kunden erhalten die sichersten, einfachsten und kleinsten Kälte- und Klimaanlagen und Wärmepumpen, die kosteneffizient, wartungsarm und energiesparend arbeiten. Außerdem sollten diese Anlagen mehr Flexibilität bieten, um auf sich verändernde Bedürfnisse reagieren zu können. Eine Leistungsanpassung oder ein anderer Standort sollten also keine Probleme aufwerfen.
Aus dieser Idee sind die BMSpower-Module entstanden, die sich mittlerweile in vielen verschiedenen Anwendungen bewährt haben. Sie nutzen die kalte und warme Seite des Kältekreislaufs und ermöglichen daher eine höhere Effizienz als die separate Bereitstellung von Wärme und Kälte.“
Remo Meister, Gründer, Inhaber und technischer Geschäftsführer BMS
Energie aus Schmutzwasser
Statt Unsummen in erneuerbare Energien zu stecken, können Unternehmen auch energieeffiziente Systeme und Produkte erwägen. Diese verursachen häufig weniger Investitionskosten und amortisieren sich schneller, so Geschäftsführer Roman Aebersold – zum Beispiel die Wärmerückgewinnung aus Schmutzwasser...
Energieeffizenz in Unternehmen – dank Wärmerückgewinnung aus Schmutzwasser
Energieressourcen werden knapper. Der Energieverbrauch von Firmen sowie von privaten Personen steigt immer weiter an. Es werden viel Geld und Ressourcen in erneuerbare Energien gesteckt, um den Energieverbrauch weiter zu decken. Viele grosse Projekte zur Erzeugung erneuerbarer Energien stossen jedoch immer wieder auf Widerstand, sei es bei der Erhöhung von Staumauern oder bei der grossflächigen Erzeugung von Wind- und Sonnenenergie. Der effiziente Umgang mit Ressourcen wird dagegen - zumindest öffentlich - zu wenig diskutiert, obwohl es näherliegend und einfacher ist, zuerst die Energieeffizienz zu steigern als nach mehr Energiequellen Ausschau zu halten.
Mit energieeffizienten Systemen und Produkten kann in der Industrie, in Supermärkten sowie in grossen Immobilien Energie und Geld gespart werden. Investitionen in die Energieeffizienz sind oftmals bereits nach ein bis drei Jahren amortisiert, und die Energieeinsparungen fliessen direkt in die Kasse der Anlagenbetreiber.
Frischwasser oder Heizungswasser fast kostenlos erwärmen
Ein schönes Beispiel dafür ist die Wärmerückgewinnung aus Schmutzwasser. Im Vergleich zu einem Sonnenkraftwerk kann mit einer solchen Anlage mit geringen Investitionen mehr Geld gespart werden.
Erneuerbare Energie und Wärmerückgewinnung im Kostenvergleich
Seit dem Jahr 2005 betreibt die BKW FMB Energie AG auf dem Dach des Stade de Suisse in Bern das weltweit grösste, stadionintegrierte Sonnenkraftwerk. Auf einer Dachfläche von 12 000 m2 sind rund 7000 Solarpaneele installiert. Bei optimaler Sonneneinstrahlung beträgt deren Leistung 1300 Kilowatt. Über das ganze Jahr werden auf dem Stade de Suisse rund 1,2 Millionen kWh Strom produziert, genug um den Jahresbedarf von 400 Haushalten zu decken. Die Investitionen beliefen sich auf über zehn Millionen Franken.
Bei vielen Prozessen in der Industrie wie auch in Überbauungen, Hotels, Spitälern, Heimen, Wellnessanlagen sowie Bädern entsteht warmes Abwasser. Mit der Rest-Energie aus diesem Wasser kann Frischwasser oder Heizungswasser nahezu kostenlos erwärmt werden. Dass sich eine Investition in diese vergleichsweise einfache Technologie schnell rechnet, zeigt das folgende Beispiel: Drei Jahre nach der Inbetriebnahme des Sonnenkraftwerks auf dem Stade de Suisse wurde in Ostermundigen BE bei der Firma Emmi eine Wärmerückgewinnung aus Schmutzwasser in Betrieb genommen. Aktuell werden damit jährlich zirka 3,6 Millionen kWh Energie zurückgewonnen. Dies entspricht dem Jahresbedarf von 1200 Haushalten. Im Vergleich zum Stade de Suisse wird bei Emmi in Ostermundigen jährlich zirka das Dreifache an Energie eingespart, gemessen an dem, was auf dem Dach des Stade de Suisse produziert wird, und dies bei 36-mal geringeren Investitionskosten. Die Einsparungen beim Gasverbrauch und bei der CO2-Abgabe beliefen sich in den ersten zwei Betriebsjahren auf 351 000 Franken. Somit war die neue Anlage bei Emmi bereits nach 18 Monaten amortisiert.
Das soll jedoch nicht heißen, dass die Erzeugung grünen Stroms sich nicht lohne. Es ist keine Frage von entweder oder, vielmehr bietet sich an, nach dem Motto «Das eine tun und das andere nicht lassen» zu handeln – und die Effizienzpotenziale im eigenen System wie Verbrauchssenkung oder Energierückgewinnung zu nutzen.
Autor: Roman Aebersold
Case Study: Bündner Fleischwaren mit weniger Energie fertigen
Die Bündner Metzgerei Mark brauchte ein neues kältetechnisches Gesamtkonzept, das Kälteleistung und viel Warmwasser bereitstellt. Seit der Sanierung der Kälteanlagen sind die Energieeinsparungen so gross, dass sie sogar dem Stromlieferanten Rätsel aufgaben...
Feinste Fleischwaren energieeffizient(er) produzieren
Fleisch von hoher Qualität, einwandfreie Hygiene und eine optimale Kühlung der Metzgereiprodukte sind Voraussetzung für den Erfolg bei den Konsumenten. Im Jahr 1990 legte Andy Mark als Einmannbetrieb den Grundstein dazu in einem ehemaligen Bauernhof in Schiers-Lunden. Die Bündner Fleischspezialitäten von Mark wurden schnell bekannt und beliebt. Bis die feinen Erzeugnisse ihren geschmacklichen Zenit erreicht haben und in den Verkauf gelangen, werden sie in speziellen Reiferäumen sorgfältig gelagert.
Spezialitäten und Kühlung
Damit die Fleischspezialitäten aus Schiers ihre hohe Qualität erreichen können, ist eine leistungsfähige, zuverlässige Kühlung notwendig. Die Temperaturen und die Luftfeuchtigkeit müssen ohne Schwankungen gewährleistet sein. Bis vor wenigen Jahren wurden die Kühl-, Tiefkühl- und Klimaräume von dezentralen Kälteanlagen versorgt. Das Kühlsystem ist mit der permanenten Vergrösserung des Spezialitätenbetriebs mitgewachsen, aber es existierte kein Gesamtkonzept für die Kühlung. Mark stand schliesslich vor einem zentralen Problem: Für die wichtige Reinigung bereitete das bestehende System zu wenig Warmwasser auf.
Neues Gesamtkonzept
Die Firma Kälte 3000 AG aus Landquart erstellt für Mark ein Gesamtkonzept. Dieses beinhaltete eine Zentralisierung der gesamten Kälteerzeugung inklusive Abwärmenutzung und Warmwasseraufbereitung mittels einer Frischwasserstation. Die Abwärme der einzelnen Kälteverbünde wird auf drei Speicher mit je 800 Liter Inhalt geleitet. Mit dem Speicherinhalt wird der Wärmetauscher einer Frischwasserstation versorgt. Diese soll so ausgelegt werden, dass für Mark jederzeit, auch während der Schlachttage, genügend Warmwasser zur Verfügung steht. In Kombination mit dem Frischwasser-Systemspeicher garantiert eine Frischwasserstation durch die Temperaturregelung permanent frisches Warmwasser, ohne Wartezeiten und Temperaturschwankungen, und das in jeder benötigten Menge.
Die richtige Frischwasserstation
Zur Auslegung der Frischwasserstation wurde BMS-Energietechnik hinzugezogen und betrachtete jedes Gebäude individuell. Dabei kamen Berechnungsprogramme zum Einsatz, die auf der Grundlage von DIN 4708 (Wohnungsbauten) und DIN 1988 (übrige Gebäude) die genauen Bedarfskennzahlen ermitteln konnten. Daraus und mittels langjähriger Erfahrungswerte, die im Programm hinterlegt sind, wurde die Grösse der Frischwasserstationen, der Speicher und der benötigten Anschlussleistungen errechnet.
Gemäss Roman Aebersold, Geschäftsführer BMS Energietechnik AG, sind Frischwasserstationen besonders sinnvoll, wenn deren Einsatz bereits in die Planung eingebunden wird. Für eine richtige Auslegung benötigt man Angaben über den Warmwasserbedarf, das Heizsystem und die Nutzungsart. Daraus können kompakte und preiswerte Systeme realisiert werden, welche konstante Austrittstemperaturen und Schüttleistungen gewährleisten.
Eine Metzgerei mit Schlachtbetrieb hat schon aus hygienischen Gründen einen sehr hohen Warmwasserbedarf. Da ist mit einer Frischwasserstation eine hervorragende Lösung gewählt. Dank dem neuen Warmwassersystem können auch hier Einsparungen erzielt werden, sagt Aebersold.
Investition macht sich schnell bezahlt
Wie bei allen Investitionen stellt sich die Frage nach der Rentabilität: Der Stromverbrauch ist bei Mark gegenüber früher um etwa 100 000 kWh gesunken. Bei einer Bausumme von ca. CHF 50 000 (inklusive Bauarbeiten) hat sich die Investition für die neue Anlage innerhalb von 3,5 Jahren amortisiert. Mark berichtet: «Es kam sogar soweit, dass sich der Stromlieferant meldete und fragte, ob mit dem Betrieb alles in Ordnung sei. Der Stromverbrauch sei stark gesunken gegenüber den Vorjahren.»
Autor: Andreas Widmer