Wärmerückgewinnung: Heißes Küchenwasser -- eine unterschätzte Ressource

Warmes Abwasser fällt in gewerblichen Großküchen täglich in großen Mengen an. Der Entwässerungsspezialist ACO Haustechnik erschließt das Potenzial dieser ungenutzten Wärmequelle.

• Hohe Energiepreise machen Industrie und Gewerbe zu schaffen.

• Einsparpotenziale ergeben sich unter anderem aus der Energierückgewinnung, wie sie als Rekuperation aus der Automobilbranche bekannt ist.

• Weniger bekannt, aber gleichwohl vielversprechend und zukunftsträchtig ist die Wärmerückgewinnung, zum Beispiel aus heißem Küchenwasser.

Steigende Energiepreise stellen Industrie- und Gewerbebetriebe vor immer größere Herausforderungen. Die angestrebte Energiewende setzt auf Einsparpotenziale, alternative oder regenerative Energiequellen sowie zunehmend auch auf Energierückgewinnung bzw. Rekuperation. Deren bislang bekannteste Form stammt aus der Automobilbranche sowie dem Motorsport. Dabei wird die in der Bremsanalage durch Abbremsen aufgenommene Energie dem Antriebstrang und Motor wieder zugeführt. Eine noch unbekanntere Form der Rekuperation besteht in der Aufnahme der Wärmeenergie von heißem (Großküchen-)Abwasser bzw. deren Rückgewinnung durch einen Wärmetauscher. Die Wärmerückgewinnung ist ein sehr vielversprechender, zukunftsträchtiger Ansatz. Denn warmes Abwasser fällt in gewerblichen Großküchen täglich in großen Mengen an und gelangt bislang ungenutzt in die Kanalisation.

Prinzip und Technik der Wärmerückgewinnung

Der Entwässerungsspezialist ACO Haustechnik hat das Potenzial dieser ungenutzten Wärmequelle schon vor Jahren erkannt und Überlegungen angestellt, wie sich die Wärme im Küchenabwasser gewerblicher Betriebe einer sinnvollen Weiternutzung zuführen lässt. Das Ergebnis – das Wärmetauscher-System ACO LipuTherm zur Verwendung in Fettabscheidern – schaffte es in die Top 10 des GreenTec Awards. Es durchlief dann unter Einbeziehung der praktischen Erfahrungen mehrere Optimierungsphasen. Die aktuelle Entwicklungsstufe wurde 2022 mit dem Plus X Award in den Kategorien High Quality, Bedienkomfort, Funktionalität und Ökologie ausgezeichnet.

Das Ziel der Abwasser-Wärmerückgewinnung (AWRG) ist es, dem warmen Abwasser einen möglichst großen Teil seiner Wärme – thermische Energie – zu entziehen, um diese an anderer Stelle wieder nutzbar zu machen. Durch die Kombination des Wärmetauschers ACO LipuTherm mit einer leistungsgeregelten Wärmepumpe lässt sich die aus dem Abwasser zurückgewonnene Energie anderen Anwendungen zur Verfügung stellen, zum Beispiel für:

• Fußbodenheizungen;

• Solaranlagen;

• bereits installierte Anlagen für die Wärmerückgewinnung;

• zur Unterstützung für die Warmwasseraufbereitung/Anbindung an Schwimmbadtechnik.

Fettabscheider fungieren als eine Art Pufferspeicher

Schnittstelle für die Wärmerückgewinnung mit ACO LipuTherm sind Fettabscheider. Das vom Küchenbetrieb generierte warme Abwasser gelangt zunächst über eine Zulaufverrohrung in den Fettabscheider. Diese halten nicht nur Fette und Öle aus dem generierten Abwasser zurück, sondern dienen gleichzeitig auch als Art Pufferspeicher. An dieser ersten „Sammelstelle“ kann der kontinuierliche Rückgewinnungsprozess gestartet werden.

Über die am Fettabscheider vorgesehene Anschlussmuffe wird das Abwasser mittels der Zirkulationseinheit aus dem Ablauf des Abscheiders gezogen und in den Wärmetauscher geleitet. Der Wärmetauscher entzieht die Wärme und leitet diese an die Wärmepumpe weiter, wo sie dann für verschiedene Anwendungen bereitsteht. Positiver Nebeneffekt: Das abgekühlte Abwasser fließt zurück zum Fettabscheider und von dort mit reduzierter Einleittemperatur in die öffentliche Kanalisation.

Drei Leistungsfaktoren für die Planung

Aus Planungssicht ist bei der Auslegung von ACO LipuTherm insbesondere auf die drei folgenden Leistungsfaktoren und die damit verbundene Wirtschaftlichkeit zu achten: 

• Abwassertemperatur

• Betriebszeiten der Küche

• Verlauf des Abwasseraufkommens

Grundsätzlich gilt: Je länger und kontinuierlicher Küchenabwasser anfällt, desto effektiver arbeitet ACO LipuTherm. Die Wirtschaftlichkeit des Systems wird maßgeblich von der angeschlossenen Küche beeinflusst. Bei konservativen Annahmen reichen Abwassermengen von ca. 7 m³ pro Tag aus, um eine Amortisationszeit von ca. drei bis fünf Jahren erzielen zu können. Nicht zu vernachlässigen ist dabei auch die Tatsache, dass gerade die nächtliche Küchenreinigung enorm viel warmes Abwasser produziert. Somit stellt die Einheit ausreichend Energie zur Verfügung. Um Wirkungsgradverluste durch Fett- oder Ölverschmutzung der Anlagentechnik zu vermeiden, erfolgt die regelmäßige automatische Innenreinigung der Wärmeübertragungsfläche.

Auslegung: Optimale Bedingungen für die Wärmerückgewinnung

Die Auslegung von ACO LipuTherm richtet sich dabei nach der Größe des vorhandenen bzw. geplanten Fettabscheiders. Drei Leistungsklassen stehen zur Verfügung: 5,5, 10 und 20 (für Fettabscheider NS 2 bis 5,5, NS 7 bis 10 bzw. NS 15 bis 20). Die anzuschließende Wärmepumpe verfügt über 6 kW oder 8 kW Heizleistung und lässt sich unterstützend in die Gebäudetechnik integrieren. Der Anschluss an die Warmwasseraufbereitung oder an die Fußbodenheizung sind nur zwei der zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten.

Mit ACO LipuTherm wurde eine technische Schnittstelle geschaffen, um den Fettabscheider als Wärmequelle für Wärmepumpen nutzbar zu machen. Neben hohen und konstanten Abwassertemperaturen bietet die bereits im Abscheider stattfindende Vorbehandlung von Fetten und Sinkstoffen optimale Bedingungen für eine Wärmerückgewinnung. Das Abwasserwärme-Rückgewinnungssystem leistet einen Beitrag sowohl zum Umweltschutz also auch zum wirtschaftlichen Betrieb von Großküchen.

Bild oben: Wärmerückgewinnung: ACO LipuTherm ermöglicht, das erhebliche, bislang ungenutzt in die öffentliche Kanalisation zugeführte Energiereservoir der Energiequelle Küchenabwasser zu erschließen. Bildquelle: ACO Haustechnik

Weitere Informationen: https://www.aco-haustechnik.de/

Erfahren Sie hier mehr über eine Entwässerungslösung für eine Schutzhütte des DAV.

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