Entwicklung eines textilbasierten Wärmetauscherpaneels für die Wärmenutzung aus Abwasser

In ein Abwasserrohr eingezogenes 2-teiliges Wärmetauscherpaneel. Darüber wird ein Liner aus Glasfaserverbundwerkstoff gelegt Foto: RELINEEUROPE AG

Die Wärme aus Abwasser stellt eine nachhaltige, langfristig sichere und regenerative Energiequelle dar. Das Wärmeangebot liegt ganzjährig vor und wird in seinen energetischen Potentialen bisher wenig genutzt. Dabei fallen jährlich ca. 5–6 Mrd. m³ Abwasser in Deutschland an. Würde man dem Abwasser nur etwa 3 Kelvin (K) Wärmeenergie entziehen, hätte das eine Wärmeausbeute von ca. 20 TWh für die jährlich anfallende Abwassermenge zur Folge. Mit dieser zur Verfügung stehenden Wärmeenergie könnte man rein rechnerisch mehr als 5 Prozent von allen Gebäuden in Deutschland umweltfreundlich beheizen.

Ziel des Vorhabens war die Entwicklung und Erprobung eines textilbasierten Wärmetauscherpaneels (WTP) zur Rückgewinnung von Energie aus Abwässern. Dies wird in die Abwasserkanalisation bei der Errichtung von Kanälen mit eingebaut oder bei einer Kanalsanierung, auch bei kleineren Querschnitten, eingezogen. Dieses Wärmetauscherpaneel besteht aus einem Abstandsgewirk, dessen offene Seiten flüssigkeitsdicht verschlossen werden. Im Abstandsgewirk fließt das Wärmeübertragungsmedium und nimmt die Wärme vom Abwasser auf. Dabei ermöglicht die besondere Gestaltung des Gewirks einen optimalen Wärmeübergang. Im Gegensatz zu auf dem Markt angebotenen Systemen leitet das textile Wärmetauscherpaneel aufgrund stark mikroturbulenter Strömungen bedeutend höhere Energiemengen in das das WTP durchfließende Fluid ab.

Funktionsprinzip

Das Wärmetauscherpaneel wird in den Solebereich des Abwasserkanals eingebracht (siehe Abb. Primärseite). Das Abwasser besitzt im Jahresdurchschnitt eine Temperatur von ca. 8 - 15°C. Zwischen dem Abwasser und den Fluiden im Wärmetauscherpaneel findet der Wärmeaustausch statt. Das Fluid im WTP erwärmt sich und wird der Wärmepumpe zugeführt. Von der Wärmepumpe wird die Temperatur auf ein höheres Niveau von ca. 40-70°C angehoben und zu Heizzwecken bereitgestellt.

Prinzip Abwasserwärmenutzung

 

Das Projekt wurde vom 1.8.2015 bis 31.12.2018 mit folgenden Partnern bearbeitet:

  • Essedea GmbH & Co. KG, Lothforster Str. 50, 41849 Wassenberg
  • ECO.S Energieconsulting Stodtmeister, Morgensternstraße 24, 12207 Berlin
  • RELINEEUROPE AG, Große Ahlmühle 31, 76865 Rohrbach
  • Junker Filter, Carl-Benz-Str.11, 74889 Sinsheim
  • IAB Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH, Über der Nonnenwiese 1, 99428 Weimar

Danksagung

Wir danken dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) für die finanzielle Förderung, sowie dem Forschungszentrum Jülich GmbH als Projektträger für das BMWi für die kooperative Zusammenarbeit und Betreuung der Arbeiten.

Darüber hinaus gilt unser Dank unseren Projektpartnern für die gute Zusammenarbeit und Unterstützung bei der Durchführung der Projektarbeit.

 

IHR ANSPRECHPARTNER

    PD Dr.-Ing. Thomas Stegmaier

    Bereichsleiter Technische Textilien, Oberflächentechnik, Umwelttechnik, Bionik
    Koordinator Kompetenzzentrum Technische Textilien Denkendorf

    T +49 (0)711 93 40-219