Abluftfiltersysteme für Gießereien im Vergleich

Der Energieverbrauch in Gießereien ist stark abhängig vom Energieeinsatz der Abluft- und Zuluftanlagen. Ein hoher Energieverbrauch bedeutet auch immer hohe Produktionskosten sowie ein hoher CO2 Ausstoß. KMA bietet als Anbieter von Komplettlösungen energieeinsparende Abluftfilter für jeden Einsatzfall und ermöglicht so erhebliche Einsparungen bis zu 85 %.

Zur Verdeutlichung werden die möglichen Lösungsansätze erläutert.

Grundlage für die Rechnung: Gießerei in Mitteleuropa, ausgestattet mit 10 Druckgussmaschinen (á 1100 t) und einer Abluftmenge von 80.000 m3/h. Ø Außenlufttemperatur in der Heizperiode (3.600 h): 2,9° C, erwünschte Hallentemperatur: 18° C (Δt = 15,1° C).

Kostenansatz: Gaspreis: 0,50 €; Strompreis: 15,5 Cent/kWh.

KMA Abluftkonzepte & Einsparpotentiale

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Konzept 1

Konventioneller Abluftbetrieb

Die Abluft wird durch angepasste Hauben über den Maschinen punktuell abgesaugt und mittels einfacher Demister gefiltert und danach durch Ventilatoren ins Freie getragen. Durch die einfache Filtration findet lediglich ein Abtransport der Emissionen von innen nach außen statt.

Besonders in kalten Wintermonaten zieht dieses einfache Verfahren durch die Beförderung der Abluft nach draußen hohe Folgekosten nach. Denn die ins Freie transportierte Luft muss zwingend durch die gleiche Menge an frischer Außenluft ersetzt werden. Dabei führt die Erwärmung der kalten Außenluft auf Raumtemperatur zu immensen Betriebskosten und hohem CO2-Ausstoß.

Betriebskosten: 152.000 €
CO2-Austoß: 592 Tonnen

Konzept 2

KMA Filtersysteme bestehend aus Elektrofilter und Wärmetauscher

KMA Filtersystem inkl. Wärmetauscher

Die Absaughauben werden um ein hocheffizientes Filtersystem mit integriertem Wärmetauscher erweitert. Das Filtersystem setzt sich zusammen aus Demister, Elektrofilterzellen und einer automatischen Filterwaschanlage.
Der Elektrofilter ist in diesem Fall von großer Bedeutung, da er die hochgradige Abscheidung von öligen und fettigen Emissionen wie Rauch, Staub und Nebel erlaubt. Diese hocheffiziente Filtermethode hilft nicht nur dabei Umweltbelastungen zu vermeiden, sondern auch den Wirkungsgrad des Wärmetauschers dauerhaft beizubehalten. Mit Hilfe des Wärmetauschers wird der warmen Abluft die Wärme entzogen und durch einen Direktverbund auf die einströmende frische Außenluft übertragen.

Energieeinsparungen während der Heizperiode: 625.000 kW (entspricht ca. – 73.000 m3 Gas/Jahr). Nach dem Abzug des Energieverbrauches der Wärmerückgewinnungsanlage (Umwälzpumpe) von der eingesparten Energiemenge ergibt sich

Reduzierung der Betriebskosten um ca. 36.000€ im Jahr
Senkung der CO2-Emissionen um -141 Tonnen im Jahr
Amortisationszeit der Anlage von etwa 2 Jahren

Hier können Sie das Fallbeispiel als PDF downloaden (Artikel Giesserei, 11/2012)!

Konzept 3

Abbildung einer dezentralen Abluftbehandlung in der Gießerei

KMA Filtersystem inkl. Wärmetauscher und Wärmepumpe

1. Rauchhaltige Abluft aus der Druckgießmaschine; 2. Zentrale Filterstation: die Abluft wird gefiltert. Anschließend wird über einen Wärmetauscher die Wärme entzogen; 3. Die gefilterte und abgekühlte Luft wird ins Freie geblasen; 4. Mit Hilfe der Wärmepumpe wird Heizwasser (40° C) erzeugt; 5. Außenluft wird über einen Zuluft-Wärmetauscher erwärmt und in die Halle geblasen

Das Konzept 2 wird nun noch um eine hocheffiziente Wärmepumpe erweitert. Abluftpumpen beziehen ihre Energie aus der warmen Hallenabluft und ermöglichen eine direkte Energieübertragung (ohne Pufferspeicher) an die zu erwärmende Zuluft. Das bedeutet, eine extrem hohe Leistungszahl von über 6. Das heißt aus 1 kw elektrischem Strom werden 6 kw thermische Energie gewonnen.
Angelehnt an die hohe Leistungszahl und gesteigerten Wirkungsgrad gewinnt das Unternehmen bei Einsatz einer KMA Abluftfilteranlage mit integriertem Wärmetauscher und Wärmepumpe fast doppelt so viel Energie zurück wie mit einem einfachen Wärmetauscher vom Konzept 2.
Nach dem Abzug des Energieverbrauches der Filteranlage von der eingesparten Energiemenge ergibt sich

Reduzierung der Betriebskosten um ca. 53.000€ im Jahr
Senkung der CO2-Emissionen um -225 Tonnen im Jahr
Amortisationszeit der Anlage von etwa 3 Jahren

Hier können Sie das Fallbeispiel als PDF downloaden (Artikel Giesserei, 11/2012)!

Konzept 4

Energiesparender KMA Umluftbetrieb führt zu reiner Luft in der Produktionshalle und Kostenvorteilen.

Dezentrales KMA Filtersystem im Umluftbetrieb

Das derzeit energieeffizienteste Verfahren der Abluftbehandlung ist der Umluftbetrieb. Hierbei wird jede einzelne Gießmaschine mit einer eigenen Raucherfassungshaube und einem eigenem KMA Filtersystem ausgestattet. Jedes Abluftfiltersystem ist ausgestattet mit Demistern, Elektrofilterzellen und einer automatischen Reinigungsanlage, womit die regelmäßige Reinigung gewährleitet ist.

Die leistungsstarke Filtertechnik ermöglicht eine so hohe Reinluftqualität, dass die gefilterte Luft am Filterausgang wieder zurück in den Arbeitsbereich innerhalb der Halle geführt werden kann. Das heißt, die Luft zirkuliert innerhalb der Halle und weist während der Winterperiode keine Wärmeverluste durch den Austausch mit kalter Zuluft auf. Dementsprechend ist bei dieser Methode das größte Einsparpotenzial vorhanden. Zudem entfällt hier die Verlegung aufwendiger Abluftrohrleitungen.

Reduzierung der Betriebskosten um ca. 97.000 € im Jahr
Senkung der CO2-Emissionen um – 377 Tonnen im Jahr
Amortisationszeit der Anlage unter einem Jahr

Abhängig von den individuellen Parametern (z.B. Abluftvolumen, Außentemperatur) sind Energieeinsparungen von bis zu 80 Prozent möglich.

Hier können Sie das Fallbeispiel als PDF downloaden (Artikel Giesserei, 11/2012)!