Energieeffizienz ist in aller Munde. Die Nutzung von Abwärme, vor allem aus Abwasser industrieller Prozesse, rückt durch ständig steigende Energiepreise und die Forderung nach Reduzierung des CO2-Ausstoßes zunehmend in den Fokus. Herkömmliche Wärmetauscher stoßen jedoch schon bei leicht verschmutzten Medien schnell an ihre funktionellen Leistungsgrenzen; der Wärmeübergang und somit der Wirkungsgrad brechen nach kurzer Zeit drastisch ein. Vor diesem Hintergrund entwickelte die Jaske & Wolf Verfahrenstechnik GmbH aus Lingen ein Konzept für einen kontinuierlich selbstreinigenden Wärmetauscher mit dem Namen DUPUR®. Die Umsetzung des FuE-Vorhabens wurde im Rahmen eines grenzüberschreitenden Förderprojekts Mechatronik gefördert. Inhaltliche Unterstützung fand das Unternehmen vor allem durch das Steinbeis-Transferzentrum Technologiemarketing, das gemeinnützige Innovationszentrum innerhalb des Steinbeis-Transferzentrums Energie- und Umwelttechnik und Partner in den Niederlanden.
Zum Einsatz kam der Wärmetauscher erstmals im Moskaubad in Osnabrück. Deren Betreiber, die Stadtwerke Osnabrück, wollen mit der neuen Wärmetauscheranlage den jährlichen Energieverbrauch für die Freibadbeheizung halbieren. „Der bisherige Verbrauch im Moskaubad liegt bei 600.000 Kilowattstunden“, erläutert Jürgen August, der Leiter der Bädertechnik, „künftig wollen wir mit 300.000 kWh auskommen.“
Die Technologie setzt an der Stelle an, an der ein großer Teil der Energie im Bad verbraucht wird, nämlich bei der Beheizung des frischen Wassers für das Schwimmbecken. Abhängig von den Besucherzahlen werden die Filter täglich mehrfach zur Reinigung gespült. Pro Spülgang kommen bis zu 35 Kubikmeter warmes Schwimmbadwasser zum Einsatz. Dieses Wasser wurde früher mit 24 °C in die Kanalisation eingeleitet. Das entsprechend nachgespeiste kühle Nass wurde hauptsächlich per Gasbrennwertkessel auf Beckentemperatur erwärmt. Der nun eingesetzte Wärmetauscher entzieht dem 24 °C warmen Abwasser thermische Energie und erwärmt das rund 12 °C kalte Frischwasser auf 22 °C. Durch das Vorwärmen des Wassers benötigt das Schwimmbad deutlich weniger Gas zur Erreichung der gewünschten Beckentemperatur.
Verunreinigungen und Schwebstoffe, wie sie im Filterrückspülwasser von Schwimmbädern üblich sind, beeinträchtigen in sehr kurzer Zeit die Leistung handelsüblicher Wärmetauscher. Die Teilchen lagern sich an den Wärmeübertragungsflächen ab und lassen den Wirkungsgrad der Anlage drastisch sinken. Im Fachjargon wird dieser Prozess „Fouling“ genannt.
Die neue DUPUR®-Wärmetauscher- Lösung beseitigt das Fouling-Problem an der Wärmetauscheroberfläche durch ein intelligentes Molch-System, das den Wärmetauscher bei Bedarf mechanisch reinigt. Herzstück des Mehrfachrohr-in-Rohr-Wärmetauschers ist ein Molchventil, das das gleichzeitige Molchen aller Rohrleitungen während des Betriebs ermöglicht.
Die Reinigungsintervalle können über eine spezielle Steuerung bedarfsorientiert eingestellt werden. Dadurch kann dauerhaft ein hoher Wirkungsgrad für einen wirtschaftlichen Betrieb gewährleistet werden. „Vor allem die Zusammenarbeit mit den Steinbeis-Transferzentren und unseren niederländischen Partnern hat unserem Unternehmen neue Marktchancen eröffnet“, resümiert Wolfgang Jaske die Kooperation. „Ohne deren Unterstützung hätten wir die Umsetzung nicht so schnell und leicht geschafft.“