Wärme aus gewerblichen Küchenabwässern

Kombi aus Fettabscheider und Wärmepumpe

Untersuchungen haben gezeigt, dass knapp 60 % des Endenergieverbrauchs einer Großküche auf Wärme entfällt. Der Wert setzt sich zusammen aus der Wärmeanwendung für Raumwärme (33 %), der Bereitstellung für Warmwasser (14 %) und der Wärme fürs Kochen (10 %). Dabei bleibt auch bei energieoptimierten Küchenabläufen und hohen Wirkungsgraden technischer Anlagen immer ein Wärmeleck bestehen: das Abwasser. Vor diesem Hintergrund hat das Interesse an Abwasserwärmerückgewinnung (AWRG) in den letzten Jahren stark zugenommen. Abwasser als Wärmequelle ist besonders dort attraktiv geworden, wo hohe Abwassermengen und Temperaturen vorhanden sind. Beides findet sich häufig in Großküchen der Gastronomie, die folglich optimale Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Rückgewinnung der Wärme bieten.

ACO Haustechnik steht mit seinen Produkten an der Quelle dieser Form der Wärmerückgewinnung – dem Fettabscheider. Der Einsatz von Fettabscheidern ist für gewerbliche Verursacher von Abwasser Pflicht. Sie müssen durch die Installation dieser Vorbehandlungsanlagen dafür Sorge tragen, dass Stoffe und Flüssigkeiten, die schädliche und belästigende Auswirkungen zur Folge haben, nur in geringen Mengen in die öffentliche Kanalisation gelangen.

Die Anwendungsgrundlage ergibt sich aus der DIN 1986-100: „In Betrieben, in denen fetthaltiges Abwasser anfällt, sind Fettabscheider nach DIN 4040/ DIN EN 1825 einzubauen“. 

Bei korrekter Auslegung eines Fettabscheiders werden die freiabscheidbaren Fette sowie die Sinkstoffe fast gänzlich zurückgehalten. Die Abwasserqualität hinter einem Fettabscheider steigt. Doch als sinnvolle Wärmequelle wurde der Fettabscheider bislang nicht erkannt und das warme Abwasser folglich ungenutzt der öffentlichen Kanalisation zugeführt. Hier setzt das Abwasserwärme-Rückgewinnungssystem „ACO Liputherm“ an, das die im Abwasser vorhandene Wärmeenergie zeitgemäß nutzbar macht. 

Funktion und Technik

Die Funktionsweise folgt physikalischen Gesetzmäßigkeiten. Das warme Abwasser wird mittels der Zirkulationseinheit aus dem Fettabscheider gezogen und über einen Wärmetauscher gefahren. Die gewonnene Wärme wird dann der Wärmepumpe zur Nutzung zugeführt. Dabei ist die Anlage darauf ausgelegt, dem anfallenden Abwasser die Wärme möglichst gleichbleibend zu entziehen. Zur Vermeidung von Wirkungsgradverlusten durch Verschmutzung der Anlagentechnik, wird die Wärmeübertragungsfläche durch ein integriertes Rei­ni­gungs­sys­tem in regelmäßigen Abständen gereinigt. Mit der „Wiper-Technology“ ist es ACO Haustechnik gelungen, ein effektives und wartungsarmes System zur Reinigung der Wärmetauscherfläche zu entwickeln.

Die Temperaturüberwachung des Fettabscheiders durch den Wärmetauscher trägt zum reibungslosen Betrieb bei: Wird ein definierbarer Wert unterschritten, schaltet die Wärmepumpe ab und verhindert damit Entsorgungsprobleme durch ausgehärtete Fette.

Planung und Leistung

Aus Planungssicht ist bei der Auslegung insbesondere auf die drei folgenden Leistungsfaktoren und die damit verbundene Wirtschaftlichkeit zu achten: die Abwassertemperatur, die Betriebszeiten der Küche und der tägliche Abwasserverlauf.

Dabei sind Temperaturen von durchschnittlich 25 bis 30 °C für das System bereits ausreichend, um der Wärmepumpe die notwendige Energie zur Verfügung zu stellen. Wesentlich wichtiger sind die Faktoren Dauer und Kontinuität: Je länger und kontinuierlicher Küchenabwasser anfällt, desto effektiver arbeitet die Anlage. Bei optimalen Betriebsbedingungen ergibt sich eine Leistungszahl der Wärmepumpe von 4,7. Die anzuschließende Wärmepumpe verfügt über 5,9 kW oder 7,8 kW Heizleistung und lässt sich unterstützend in die Gebäudetechnik integrieren. Grundsätzlich gilt: Die Wirtschaftlichkeit des Systems wird maßgeblich von der angeschlossenen Küche beeinflusst.

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