Abwärmenutzung: Definition, Möglichkeiten & Einsatzbereiche

Messung der Abwärme zur Bestimmt der Abwärmenutzung
Bei nahezu allen technischen Prozessen, unter anderem auch beim Betrieb unterschiedlichster Heizungsanlagen und -arten, entsteht Abwärme. Diese geht in den meisten Fällen ungenutzt verloren. Dadurch sinkt die Effizienz der Heizung, da ein wesentlicher Teil der Wärmeenergie nicht genutzt wird.

Indem man jedoch die Abwärme für unterschiedliche Zwecke verwertet, können sowohl die Effizienz gesteigert als auch die Energiekosten gesenkt werden. Für die Nutzung von Abwärme gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, je nachdem, welche Heizungsart Sie verwenden.

Generelle Überlegungen zur Nutzung von Abwärme

Auch wenn viele technische Anlagen und Heizungen Abwärme in enormer Größenordnung erzeugen, kann diese mitunter nicht einfach zur weiteren Nutzung eingesetzt werden, da das Temperaturgefälle zu niedrig ist. In diesen Fällen kann die Abwärme nur über „Umwege“ genutzt werden. Eine Möglichkeit hierfür ist zum Beispiel die Abwärmenutzung zur Stromerzeugung mittels spezieller Kreisprozesse wie beim Organic Rankine Cycle.

Stromproduktion mithilfe von Abwärme

Da die Abwärme nicht heiß genug ist, um beim Einsatz in Wasserdampfturbinen Strom zu erzeugen, muss anstelle von Wasser ein anderes Wärmeträgermedium zum Einsatz kommen.

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Stromerzeugung

Beim sogenannten Organic Rankine Cycle zum Beispiel werden hierfür Kohlenwasserstoffe genutzt, die einen besonders niedrigen Siedepunkt haben. Diese werden durch die Abwärme erhitzt und der dabei entstehende Dampf treibt die Turbine an und erzeugt somit Strom.

Eine andere Möglichkeit, Abwärme für die Stromerzeugung zu nutzen, sind sogenannte Thermoelektrische Generatoren. Diese nutzen direkt den Temperaturunterschied zweier Körper um Strom zu erzeugen.

Abwärmenutzung durch Wärmerückgewinnung

Auch die Wärmerückgewinnung ist eine gängige Methode, um die in der Abwärme enthaltene Energie sinnvoll zu nutzen. Es gibt unterschiedliche Arten der Wärmerückgewinnung, so zum Beispiel für Lüftungs- und Klimaanlagen sowie für Heizungsanlagen. Bei Lüftungen etwa erfolgt die Abwärmenutzung durch den Einsatz eines Wärmeübertragers. Dieser entzieht der Abluft die Wärme und überträgt sie auf die frische Zuluft. Hierbei können 80 bis 90 Prozent der sonst auftretenden Wärmeverluste vermieden werden.

Diese Technik kommt unter anderem in Passiv- und Niedrigenergiehäusern zum Einsatz und trägt zu einem besonders geringen Primärenergieverbrauch bei.
Auch Heizungsanlagen, die Wärme in den umgebenden Raum abgeben, können mithilfe von Abwärmenutzung bzw. Wärmerückgewinnung effizienter arbeiten.

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Vorteil

Eine Abluftwärmepumpe entzieht hierbei der aufgeheizten Raumluft Wärme und nutzt diese zum Heizen oder für die Warmwasserbereitung.

Mögliche weitere Szenarien zur Nutzung von Abwärme

biogasanlage in der landschaft
In einer Biogasanlage entsteht bei der Verbrennung der Gase nicht nur Strom, sondern auch Wärme. Letztere wird in vielen Fällen zum Beispiel parallel für die Beheizung von Gewächshäusern, Fuhrpark- und Werkhallen oder nahe gelegener Wohnräume genutzt und geht somit nicht verloren. Und schließlich wird in jedem Blockheizkraftwerk die neben dem Strom erzeugte Wärme dank sogenannter Kraft-Wärme-Kopplung zur Deckung des eigenen
Heizwärmebedarfs genutzt. Sie wird zum Heizen und für die Erwärmung von Brauchwasser verwendet, wodurch diese kleinen Kraftwerke besonders effizient und umweltfreundlich zweierlei Arten von Energie produzieren.