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PILLER Industriewärmepumpe: Wärmerückgewinnung in der Prozessindustrie

Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise ist die Dampferzeugung bzw. Dampfrückgewinnung durch eine Wärmepumpe eine attraktive Option. Das Grundprinzip der PILLER Industriewärmepumpe ist, Abwärme zurückzugewinnen und auf einem nutzbaren Temperaturniveau bereitzustellen.


Die Vorteile: hohe Einsparung von Primärenergie, CO2-Reduktion und insgesamt eine verbesserte Wirtschaftlichkeit der Anlage.


PILLER nutzt dazu das über die Jahre gewonnene Know-How in der mechanischen Brüdenverdichtung und ermöglicht den Einsatz der Hochleistungsgebläse als eine Art der industriellen Hochtemperatur-Wärmepumpe. Die Industriewärmepumpe ermöglicht die Nutzung des Wärmeüberschusses. PILLER bedient sich für das Erzeugen von nutzbarem Dampf den bereits vorhandenen Medien – Brüden aus dem Prozess oder Wasser: 

Klassische mechanische Brüdenverdichtung

Lassen sich Dämpfe aus einem Prozess – Brüden – direkt verdichten und anschließend zum Heizen einsetzen, handelt es sich vom Grundprinzip um eine klassische mechanische Brüdenverdichtung (MBV; MVR). Häufig wird ein mehrstufiges System eingesetzt, um den Prozessdampf auf das erforderliche Temperaturniveau anzuheben. Der verdichtete Brüden kann außer zur Beheizung des ursprünglichen Prozesses auch in einem anderen Prozess oder zur Erzeugung von Heizdampf oder Heißwasser eingesetzt werden.

 

Wärmepumpenkreislauf mit Verdampfer

Handelt es sich nicht um eine gasförmige Abwärmequelle oder kann bzw. soll der Brüden nicht komprimiert werden, wird der innovative Wärmepumpenkreislauf mit Verdampfer eingesetzt. Das spezielle dabei: die Dampferzeugung im ersten Schritt. In diesem Wärmerückgewinnungsprozess setzt PILLER auf den Einsatz von Wasser als Arbeitsmittel, sodass im Verdampfer Wasserdampf auf niedrigem Druck- und Temperaturniveau entsteht. Die Hochleistungsgebläse von PILLER bringen den Dampf auf ein höheres Druck- und damit auf das zur Wärmeversorgung benötigte Temperaturniveau. Der nach diesem Verfahren gewonnene Heizdampf lässt sich jetzt Ihrem Prozess zuführen oder in Ihr Dampfnetz einspeisen.

Vorteile & Nutzen

Für mehr Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit 

Im Einsatz in der energieintensiven Prozessindustrie mit hohem Dampfbedarf bewährt sich das System in den Punkten der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit. Überall dort, wo thermische Trennverfahren stattfinden und es zu einem Wärmeüberschuss kommt, besteht die Möglichkeit mit unserem System nachzurüsten. 

 

Darüber hinaus sinken die CO2 ­Emissionen durch die Substitution fossiler Brennstoffe und im Gegensatz zu herkömmlichen Wärmepumpen verzichtet die PILLER Industriewärmepumpe dabei auf umweltschädliche, gefährliche oder korrosive Kältemittel. Die PILLER Wärmepumpe bedient sich den bereits vorhandenen Medien – Brüden aus dem Prozess oder Wasser – und trägt so maßgeblich zum Klima- und Ressourcenschutz bei. 

 

Die Vorteile liegen klar auf der Hand: weniger Abwärme, reduzierter Einsatz fossiler Brennstoffe, deutliche Energieeinsparung, geringere CO2-Emissionen, mehr Effizienz im Prozess – dank Nachrüstung Ihrer Anlage.

 

Die Einbindung einer PILLER Industriewärmepumpe und die damit verbesserte Energieeffizienz steigert die Wirtschaftlichkeit der Anlage durch über 50 % geringere Energiekosten bei einer Amortisation binnen 1 bis 3 Jahren.  

 

PILLER Gebläse sind vom Unterdruck – bei wenigen Millibar – bis hin zum Mitteldruckniveau von 20 bar absolut einsetzbar. Die schwere Industrieausführung hält jeder Witterung stand und kann ganzjährig betrieben werden. Neben höchster Qualität steht PILLER für Wartungsfreundlichkeit und Zuverlässigkeit, die sich in Jahrzenten der Brüdenverdichtung auf dem Markt bewiesen hat. 

Auf einen Blick: So profitieren Sie von der PILLER Industriewärmepumpe
Extreme Reduzierung von Energiebedarf und Energiekosten:
  • über 75 % Einsparung des Energiebedarfs
  • bis zu 90 % Energiekosteneinsparung
Verbesserter Klimaschutz und Schonung von Ressourcen dank verringertem Einsatz fossiler Brennstoffe und Reduzierung der CO2-Emissionen um mehr als 60% 
Signifikant verbesserte Wirtschaftlichkeit der Anlage durch Wärmerückgewinnung
Amortisationsdauer von weniger als 3 Jahren
Einfache Integration in bestehende Systeme: Nachrüsten ohne großen Aufwand und einfache Einbindung auch bei begrenztem Platzangebot

Einsatzmöglichkeiten & Anwendungsfelder

Wärmerückgewinnung in der Prozessindustrie

Die Prozessindustrie führt hohe Wärmeströme ungenutzt in die Umgebung ab, die zuvor an anderer Stelle in Form von teurem Heizdampf zugeführt wurden. 
Die PILLER Industriewärmepumpe ist für die energieintensive Prozessindustrie mit hohem Dampfbedarf ideal geeignet. Das Einsatzgebiet erstreckt sich über sämtliche thermische Trennverfahren bei der Herstellung von Produkten der petrochemischen, chemischen und pharmazeutischen Industrie, der Grundstoff­, Papier- und Nahrungsmittelindustrie. Egal ob Destillationskolonnen, Desorptionsanlagen, Konzentratoren, Verdampfungs-Kristallisatoren oder chemische Reaktionen – sobald Prozessdampf bzw. Brüden entsteht ist das Reengineering mit unserem System die beste Lösung, um hohe Leistungszahlen (COP) und eine dementsprechend hohe Wirtschaftlichkeit zu erzielen.

 

Im Leistungsbereich von mehreren Megawatt und zur Bereitstellung von Dampf auf hohem Temperaturniveau ist die PILLER Industriewärmepumpe die Lösung für die Wärmerückgewinnung in der Prozessindustrie. COPs bzw. Jahresarbeitszahlen (JAZ) von 5 bis zu 45 sind je nach Temperaturerhöhung möglich und sorgen für die rasche Amortisation der Investition. 


Die Funktionsweise der PILLER Industriewärmepumpe

PILLER ermöglicht die Nutzung des Wärmeüberschusses, indem gasförmige Abwärmeströme durch direktes Verdichten auf ein nutzbares Druck- und Temperaturniveau gebracht werden oder ressourcenschonend Wasserdampf erzeugt wird.

 

Anlagen nachrüsten – Vorteile nutzen

Das innovative System ist insbesondere für den Umbau von bestehenden Anlagen geeignet. Die Hauptkomponenten der Wärmepumpe lassen sich individuell platzieren. Aufgrund der flexiblen Anordnung – ohne spezielle Anforderungen an den Aufstellort – ist zum Beispiel eine Nachrüstung auf Plattformen oberhalb der Prozessanlagen möglich.

 


Klassische Brüdenverdichtung oder Wärmepumpenkreislauf mit Wasserdampferzeugung?

Die Antwort auf diese Frage ist einfach: Lassen sich Dämpfe aus dem Prozess direkt verdichten und anschließend zum Heizen nutzen, handelt es sich vom Grundprinzip um die mechanische Brüdenverdichtung. Kann oder soll der Brüden nicht komprimiert werden, um die Abwärme nutzbar zu machen, ist der Wärmepumpenkreislauf mit Verdampfer dazu notwendig.

 

Durch die PILLER Hochleistungsgebläse wird der Dampf bei der Variante der klassischen Brüdenverdichtung direkt auf das zur Wärmeversorgung benötigte Temperaturniveau verdichtet. Der verdichtete Brüden lässt sich anschließend zur Beheizung des ursprünglichen Prozesses oder zur Erzeugung von Heizdampf oder Heißwasser nutzen. 

 

Der Wärmepumpenkreislauf mit Verdampfer wird eingesetzt, sobald es sich nicht um gasförmige Abwärmequellen handelt oder wenn der Brüden nicht komprimiert werden kann oder soll. Der Unterschied: Der Wärmepumpenprozess beginnt mit der Dampferzeugung in einem speziell entwickelten Wärmeübertrager. PILLER setzt hierbei auf den Einsatz von Wasser als Arbeitsmittel, sodass im Verdampfer Wasserdampf auf niedrigem Druck- und Temperaturniveau entsteht.
Auch hier ist die Hauptkomponente ein PILLER MVR-Gebläsesystem: Hochleistungsgebläse verdichten in einem mehrstufigen Prozess den Wasserdampf auf das notwendige Druckniveau und erreichen somit die nutzbare Siedetemperatur. Mit diesem gewonnenen Heizdampf versorgt das Wärmepumpensystem entweder den gleichen Prozess oder andere Prozesse mittels Einspeisung in ein Dampfnetz.

Komponenten & Variationen

Wie gewohnt legen wir die Komponenten nach den von Ihnen angegebenen Prozessdaten aus. Für die effizienteste und wirtschaftlichste Lösung. Für Ihren Erfolg.

Der Dampferzeuger

Die Basis für die Dampferzeugung mit der PILLER Industriewärmepumpe ist der Verdampfer. Dieser wird so ausgelegt, dass er die Abwärme der Anlage optimal umwandelt und den Prozessen ein Maximum an Heizdampf bereitstellt.


Und so funktioniert der Verdampfer von PILLER:
Beim Phasenübergang des Brüdens wird Energie freigesetzt. Der Verdampfer nutzt diese, um Wasser bei geringem Druck bzw. niedriger Temperatur zu verdampfen. Die Wärme wird dabei auf das Medium Wasser übertragen. Diese Form der Wärmeübertragung hat den großen Vorteil, dass sie bei sehr geringen Temperaturdifferenzen möglich ist. Wasser ist hierbei das ideale Arbeitsmedium, da es eine sehr hohe Verdampfungsenthalpie aufweist. Fast die gesamte Wärme kann somit auf hohem Temperaturniveau übertragen werden. Darüber hinaus ist Wasserdampf gegenüber anderen Kältemitteln – wie sie häufig in Wärmpumpen im Einsatz sind – umweltfreundlich, ungefährlich, günstig und überall einsetzbar.


PILLER High-Performance Blower im mehrstufigen System

Das Schlüsselelement der PILLER Industriewärmepumpe ist die Verdichtung mit den PILLER Hochleistungsgebläsen. Die Auslegung der einzelnen Gebläse und deren Verschaltung zu einem mehrstufigen Gebläse-System wird perfekt angepasst, um den geforderten Dampfbedarf zu erreichen. Mit Ihrer nachgerüsteten Anlage lässt sich nun der Dampf mit geringem Bedarf elektrischer Energie verdichten und den Prozessen zuführen. Darüber hinaus ermöglicht das Mehrstufensystem die Integration zusätzlicher Wärmequellen zwischen zwei Stufen. Immer mehr Unternehmen setzen diese Lösung mit bis zu acht Stufen erfolgreich ein. 

 

Entscheidend für diesen Erfolg sind: das effiziente Design der PILLER-Laufräder mit Wirkungsgraden bis zu 87 %, die spezielle, an die Prozessanforderungen angepasste, Dimensionierung der Gebläse und das kontrollierte Eindüsen von Wasser zum Kühlen und Bereitstellen von gesättigtem Wasserdampf.


PILLER Video – Einblick in die Produktion

Starten Sie das Video, verschaffen Sie sich einen Eindruck von unserer Fertigung! Welche Arbeitsstationen gibt es? Mit welchen High-End-Maschinen wird gearbeitet und wie wird die Qualität sichergestellt?