Einsatz von Wärmepumpen bei Kaltwassersätzen in der Kunststoffverarbeitung

Servus miteinander. Wir betreiben in unserer Kunststofffertigung mehrere Spritzgussmaschinen, die über einen zentralen Kaltwassersatz mit 12 Grad Vorlauf gekühlt werden. Nun überlege ich, ob man die Abwärme des Rücklaufs, der im Sommer natürlich deutlich wärmer ist, im Winter über eine Wärmepumpe in unser Brauchwassernetz oder zur Unterstützung der Hallenheizung einspeisen kann. Die Leistung des Kaltwassersatzes ist im Winter zwar deutlich geringer ausgelastet, aber die Abwärmemenge ist bei Dauerbetrieb der Maschinen immer noch beträchtlich. Ich frage mich jedoch, ob der Aufwand für den Wärmetauscher und die Einbindung in das bestehende Heizsystem wirtschaftlich überhaupt darstellbar ist, wenn man die aktuellen Gaspreise gegen die Investitionskosten stellt. Hat jemand von euch schon einmal so ein System zur Wärmerückgewinnung aus Prozesswasser erfolgreich realisiert? Besonders kritisch sehe ich die Regelungstechnik, da der Prozesskühler unbedingt stabil bleiben muss. Nicht dass uns die Produktion wegen der Wärmekopplung am Ende noch instabil läuft.

Hallo Thomas, das ist ein absolut valider Ansatz. Wir haben ein ähnliches Projekt bei einem Kunststoffverarbeiter in Baden-Württemberg umgesetzt. Die Prozessstabilität ist dabei das A und O. Wir haben hier einen Plattenwärmetauscher mit einem Drei-Wege-Ventil direkt in den Rücklauf integriert, der über einen Bypass geführt wird. So stellen wir sicher, dass der Kaltwassersatz nicht negativ beeinflusst wird, falls die Wärmepumpe mal auf Störung geht oder die Abnahme in der Heizung nicht ausreicht. Wirtschaftlich ist das Ganze durch die aktuelle BEG-Förderung für effiziente Wärmenetze oft sehr attraktiv geworden. Die Investition in einen hochwertigen Edelstahl-Wärmetauscher amortisiert sich in solchen Betrieben meist in unter fünf Jahren, da Sie die Prozesswärme quasi kostenlos abgreifen, die sonst über Rückkühler ungenutzt in die Atmosphäre geblasen wird.

Guten Tag Thomas, aus planerischer Sicht möchte ich Sie zur Vorsicht mahnen. Bitte prüfen Sie vorab genau die geltenden Anforderungen nach GEG und achten Sie auf die Einhaltung der VDI 4645 bei der hydraulischen Einbindung der Wärmepumpe. Gerade bei der Anbindung an das Brauchwassernetz müssen Sie zwingend die Trinkwasserhygiene gemäss DIN 1988 beachten, um Legionellenbildungen durch zu geringe Temperaturen im Speicher zu vermeiden. Zudem stellt sich die Frage, ob die Rücklauftemperatur Ihres Kaltwassersatzes im Winter überhaupt konstant hoch genug ist, um eine Wärmepumpe effizient zu betreiben. Wenn die Spreizung zu gering ist, sinkt die Jahresarbeitszahl massiv ab und der Strombezug für die Wärmepumpe frisst den finanziellen Vorteil schnell wieder auf. Lassen Sie das am besten vorab durch eine detaillierte Energiebilanzierung validieren.

Vielen Dank für eure schnellen Rückmeldungen! Markus, das klingt sehr ermutigend, vor allem der Hinweis mit dem Drei-Wege-Ventil nimmt mir die Sorge um die Stabilität der Spritzgussmaschinen. Die Entkopplung über einen Bypass ist genau das, was mir an Sicherheit fehlte. Petra, danke für die fachlichen Bedenken hinsichtlich Trinkwasser und VDI 4645. Das hatte ich in der Euphorie fast unterschätzt. Die Rücklauftemperaturen liegen im Dauerbetrieb eigentlich immer stabil bei ca. 25 bis 30 Grad, was für die Wärmepumpe als Quelle eigentlich ganz passabel sein müsste, oder? Ich werde mich jetzt mal mit unserem SHK-Betrieb zusammensetzen und eine Wirtschaftlichkeitsberechnung anfordern, die auch die aktuellen Strompreise für die Wärmepumpe realistisch einpreist. Das Projekt klingt nach einer sauberen Sache, wenn die Regelungstechnik mitspielt.