Ralf Dunker (l) und Walter Diebel (r) sprechen über Abwärmepotenziale.
Niedertemperatur-Abwärme aus Kälteanlagen bleibt vielerorts ungenutzt – dabei verbirgt sich hierin ein erhebliches Effizienzpotenzial. Die sogenannte eXergiemaschine will genau hier ansetzen: Sie koppelt Kälte- und Wärmesysteme intelligent und schafft damit ganzjährig nutzbare Wärme bei gleichzeitig optimiertem Kältebetrieb. Doch ihre Wirkung entfaltet sie nur, wenn Planer gewerkeübergreifend denken.
Abwärme aus Kälteanlagen ist reichlich vorhanden – und wird trotzdem oft nur unzureichend genutzt. Zwar existieren seit Langem Konzepte zur Wärmerückgewinnung, jedoch bleiben diese in der Praxis häufig ineffizient oder unvollständig. Die eXergiemaschine, ein System von varmeco und BMS-Energietechnik, will das ändern: Sie hebt das Temperaturniveau der Abwärme an und macht daraus voll nutzbare Wärme – etwa für die Trinkwasserbereitung oder Heizzwecke.
„Wir haben die eXergiemaschine entwickelt, um genau dieses Thema aufzugreifen“, erklärt einer der Entwickler im Gespräch. „Wärme auf einem niedrigen Niveau, wie sie die Abwärme halt liefert, ganzjährig zu nutzen – insbesondere natürlich für die Trinkwarmwasserbereitung, aber auch für alle anderen möglichen Heizzwecke.“
Mehr als nur Vorwärmung: Konventionelle Grenzen überwinden
In klassischen Konzepten der Abwärmenutzung wird die Wärme häufig nur zur Vorwärmung des Trinkwassers eingesetzt. Doch das führt zu einer Reihe unbeantworteter Fragen: Was passiert mit dem System, wenn kein Warmwasser gezapft wird? Wie lässt sich die Zirkulation sinnvoll einbinden? Und ist eine zusätzliche Nachheizung unvermeidlich?
„Da stellen sich immer ein paar Fragen“, so der Entwickler. „Zum Beispiel, wie geht es mit Zirkulation? Was passiert, wenn kein Warmwasser gezapft wird? Braucht man immer eine separate Nachheizung, weil wir ja nur in der Vorwärmstufe gehen? Geht das nicht auch besser? Das haben wir uns gefragt – und wir haben eigentlich auch die Lösung dafür.“
Die eXergiemaschine setzt genau hier an: Sie ermöglicht eine vollständige, bedarfsgerechte Erwärmung des Brauchwassers – nicht nur eine Vorwärmung. Damit wird die Abwärme auch in Zeiten ohne direkte Zapfung oder bei laufender Zirkulation effizient genutzt.
Geht das nicht auch besser? Das haben wir uns gefragt
Synergien mit der Kälteanlage: Rücklaufkühlung inklusive
Ein oft übersehener Nebeneffekt: Indem die eXergiemaschine dem Rücklauf der Kälteanlage Wärme entzieht, verbessert sie deren Betriebssituation. Die Anlage erhält ganzjährig konstante Rückkühltemperaturen – ein wesentlicher Faktor für ihren effizienten Betrieb.
„Wir kühlen gleichzeitig noch den Rücklauf zur Kälteanlage“, erläutert der Entwickler. „Davon profitiert natürlich die Kälteanlage, weil wir ganzjährig die gleichen Temperaturen für die Rückkühlung zur Verfügung stellen. Im Idealfall braucht die dann also weniger Strom für die Kälteerzeugung. Genau so ist es – also ich mach die Kälteanlage effizienter.“
Diese Doppelfunktion – Wärmebereitstellung bei gleichzeitiger Entlastung der Kälteanlage – macht das System besonders interessant für Anwendungen mit kontinuierlichem Kältebetrieb, etwa in Gewerbeimmobilien, Hotels oder Rechenzentren.
Speicherbasiertes System mit klarer Struktur
Technisch basiert die eXergiemaschine auf einem einfachen, aber durchdachten Speicherprinzip. Die Abwärme wird zunächst in einen Niedertemperaturspeicher eingespeist. Von dort nimmt die eXergiemaschine die Energie auf, hebt das Temperaturniveau an und speist diese in einen Hochtemperaturspeicher ein. Dieser dient als Quelle für die Wärmeverbraucher – typischerweise über eine Frischwasserstation.
„Wir brauchen einen Speicher auf der Niedertemperaturseite, in den die Abwärmeanlage ihre Wärme reinschiebt“, erklärt der Entwickler. „Das entnehmen wir und schieben es in einen Hochtemperaturspeicher, den wir dann in der Regel mit einer Frischwasserstation nutzen, um Warmwasser zu machen.“
Diese Pufferstruktur erlaubt auch diskontinuierliche Beladung und Entnahme – ein Vorteil bei schwankenden Lastprofilen und in Kombination mit intermittierenden Abwärmequellen.
Wir müssen gewerke-übergreifend denken – das ist die große Kunst
Denkweise gefragt: Sektorenkopplung in der Praxis
Technik allein reicht jedoch nicht. Damit das Konzept funktioniert, müssen Planer über klassische Zuständigkeiten hinausdenken. Nur wenn Kälte, Heizung und Trinkwassererwärmung als zusammenhängendes System betrachtet werden, entfaltet die eXergiemaschine ihr volles Potenzial.
„Was natürlich ist: Wir müssen gewerkeübergreifend denken“, betont der Entwickler. „Nicht mehr Kälte für sich, Heizung für sich, Trinkwasser für sich, Strom für sich. Das ist im Prinzip sektorenübergreifend. Die ganze Welt spricht von Sektorenkopplung – das ist das, was wir hier tun.“
Diese integrative Herangehensweise stellt besondere Anforderungen an Planung und Kommunikation – bietet aber gleichzeitig die Chance, vorhandene Energieflüsse sinnvoll zu koppeln und die Energieeffizienz im Gebäude deutlich zu verbessern.
Fazit: Effizienz durch Integration
Die eXergiemaschine ist kein Einzelbaustein, sondern ein Bindeglied zwischen Systemen. Sie hebt Abwärme auf nutzbares Temperaturniveau, verbessert gleichzeitig den Betrieb der Kälteanlage und fordert planerisch ein Umdenken – weg vom Inseldasein der Gewerke hin zu einem integrierten Ansatz. Wer diesen Weg geht, kann nicht nur Energie einsparen, sondern auch bestehende Systeme deutlich besser nutzen.
Bild: varmeco
Schematische Darstellung der Abwärmenutzung (Wärmerückgewinnung) für ein System mit einem Niedertemperatur-Heizkreis und einer Warmwasserbereitung als Hochtemperatur-Verbraucher.
Bild: varmeco
Die eXergiemaschine ist als Standgerät mit bis zu 100 kW Leistung sowie als wandmontierbares Kompaktgerät mit 3 und 5 kW max. thermischer Leistung erhältlich.
