Luft- und Energietechnik neu denken:
Mit KappaQ-Energy systematisch Energie einsparen

Mit fünf Hebeln zur energieeffizienten lufttechnischen Anlage

KappaQ-Energy heißt die ganzheitliche Methodik, um Energie zu vermeiden, einzusparen und rückzugewinnen. Sie gliedert sich in fünf Hebel, um sowohl im Bestand als auch bei Neuinvestition Energie im großen Maßstab einzusparen: Design, Components, Recovery, onDemand und longUse.

1. Der erste Hebel »Design« bildet das energieeffiziente Fundament. Er beschreibt, wie wichtig das Anlagenkonzept und deren korrekte Dimensionierung ist. Es geht um ein Anlagenengineering, welches gezielt bei der Lösungsfindung und Variantenbeurteilung neben der Funktion auch das Thema Energieeffizienz als Bewertungsmaßstab heranzieht. Was sich in der Theorie einfach anhört, gestaltet sich in der Praxis oft schwierig: Immer Bewährtes hinterfragen! Alternativvarianten konsequent nach deren Energieeffizienz beurteilen – Erfahrung ist dabei wichtig und notwendig, kann aber auch zum Bremser von Neuem und Innovation werden.

2. Der zweite Energie-Hebel »Components« behandelt die verwendeten Komponenten. Eine Anlage ist nur so energieeffizient wie ihr schwächstes Glied (Erfassung, Verrohrung, Antriebe, Ventilatoren, Filterelement usw.). Es sind daher ausschließlich energieeffiziente Komponenten zu verwendet. Vor allem sind auch deren Schnittstellen und Wechselwirkungen zueinander zu beurteilen und energieeffizient auszuführen.

3. Der dritte Hebel »Recovery« widmet sich dem Thema Energierückgewinnung. Schließlich senkt rückgewonnene und wiederverwendete Restenergie massiv den Primärenergiebedarf. Hier gilt es zu eruieren, in welchen Bereichen Energieressourcen vorhanden sind und wofür die Energie einsetzt werden kann. Typische Beispiele sind die Rückgewinnung von Abwärme aus der Raum- und Hallenluft oder der Prozessabwärme.

4. Der vierte Hebel »onDemand« befasst sich mit der Synchronisation der benötigten Luftleistung am aktuellen Bedarf. Eine laufende Leistungsanpassung an den Bedarf reduziert den Stromverbrauch erheblich. Ziel ist es daher, die Leistung luft- und energietechnischer Anlagen an das benötigte Niveau anzupassen und so Energie einzusparen. Die Bedarfsreglung soll dynamisch erfolgen, denn es reicht nicht, die Leistung manuell zu erhöhen oder zu reduzieren. Gefragt sind Lösungen, die selbstständig erkennen, welche Leistung wann und wo benötigt wird.

5. Der fünfte Hebel »longUse« beschreibt die energetische Optimierung von bestehenden Anlagen. Die Erfahrungen von Kappa zeigen, dass die Energieeffizienz nahezu jeder lufttechnischen Anlage verbessert werden kann. Basis dafür bildet eine laufende energetische Beurteilung, beispielsweise im Zuge der jährlichen Wartung. Viele Maßnahmen sind kurzfristig und mit geringem Aufwand umzusetzen und amortisieren sich in kürzester Zeit.

Fallbeispiel

Die Wirksamkeit des Modells zeigt sich am Beispiel eines mittelständischen und eigentümergeführter Stahl- und Apparatebauers. Mithilfe der 5 Hebel konnte eine ganzheitliche luft- und energietechnische Lösung entwickelt werden, die für eine große Energieeinsparung führt. Das Unternehmen setzt auf moderne Fertigung und Prozesse. Die Fertigungspalette ist dabei breit - sie reicht vom klassischen Blechzuschnitt über Präzisionsschweißarbeiten und Oberflächenbehandlung bis hin zur Montage. In den Hallen waren bereits dezentrale Lüftungsgeräte zur Be- und Entlüftung im Einsatz, die Emissionen wurden über Absaug- und Filteranlagen abgeführt.

Dennoch war die Belastung der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aufgrund der Emissionslasten und der Temperaturen hoch - die Hallen überhitzten und verschmutzen, im Sommer war es zu warm und im Winter kalt.

Vorgehensweise und Lösung

Gemeinsam mit dem Kunden startete Kappa Filter Systems ein Engineering, um die Ist-Situation zu erheben und den zukünftigen Sollzustand zu definieren. Lösungsvarianten wurden ausgearbeitet und gegenübergestellt, inkl. deren Energiekosten. Anhand von Berechnungen und Simulationen wurde die Anlage auf den Punkt ausgelegt, die ideale Lösung gefunden und umgesetzt: alle Bereiche sind nun mit frischer Luft versorgt, Emissionen und Abwärme werden aus den Hallen abgeführt. Feinstäube aus dem Stahlbau werden im Feinstaubfilter abgeschieden, die Emissionen aus der Zerspanung in Aerosolabscheidern.

Die Abwärme der gesamte Abluftströme inkl. der Montagebereiche wird rückgewonnen,

um die Frischluft damit zu erwärmen, die temperiert einzelnen Bereichen zugeführt wird.

Zur Abdeckung von Temperaturspitzen wurde eine Wärmepumpe installiert, die mit dem Strom aus der hauseigenen PV-Anlage am Dach gespeist wird. Der Kunde verfügt zudem über die Nutzungsrechte eines angrenzenden Baches, aus dem im Sommer Kaltwasser zur Kühlung entnommen werden kann. Somit fallen keine zusätzlich Kühlkosten an. Alle sechs Hallen werden mit frischer, sauberer Luft versorgt, die Emissionen werden abgeführt, die Hallen beheizt und gekühlt. Alle Funktionen sind in einer Gesamtanlage integriert. So wurden saubere, helle und attraktive Arbeitsplätze geschaffen – und nebenbei Energie eingespart.

Ergebnisse

Insgesamt können mit den 5 Hebeln jährlich 314.351 kWh Strom und 392.000 kWh Heizenergie eingespart werden.