DGUV Information 209-073 - Arbeitsplatzlüftung Entscheidungshilfen für die betri...

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Abschnitt 9.18, Wärmerückgewinnung bei Entstaubungsanlagen
Abschnitt 9.18
Arbeitsplatzlüftung Entscheidungshilfen für die betriebliche Praxis (bisher: BGI 5121)
Titel: Arbeitsplatzlüftung Entscheidungshilfen für die betriebliche Praxis (bisher: BGI 5121)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 209-073
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 9.18 – Wärmerückgewinnung bei Entstaubungsanlagen

9.18.1
Ausgangssituation

Die Abwärme aus der Abluft von z.B. Hallenluftabsaugungen oder Entstaubungsanlagen wird meist ungenutzt in die Umgebung abgeführt. Mit einer vollständigen oder teilweisen Nutzung der Abwärme kann ein wichtiger Beitrag zur Energieeinsparung und damit Senkung der Betriebskosten geleistet werden. Eine direkte Nutzung über die Umluft oder Reinluftrückführung, z.B. an Entstaubungsanlagen, ist jedoch nur bedingt möglich (siehe Anhang 4 und Abschnitt 3.4.1 der BG-Regel "Arbeitsplatzlüftung - Lufttechnische Maßnahmen" [BGR 121]), wodurch eine Wärmerückgewinnung nur in den wenigsten Fällen erfolgt. Der Einsatz von regenerativen Wärmeübertragern mit rotierenden Speichermassen ist in der Lüftungs- und Klimatechnik üblich und hat sich bewährt. Dabei gelangt die gesamte Abluft in die Atmosphäre und für die Zuluft wird nur Außenluft verwendet. Ihr Einsatz in belasteter Abluft wird aber wegen der Befürchtung der Verschleppung und Rückförderung von Luftverunreinigungen häufig nicht erwogen.

9.18.2
Kriterien für lufttechnische Maßnahmen

In Abhängigkeit von der Art und Konzentration der Luftverunreinigung sowie der Luftmengen ist eine geeignete Kombination aus Erfassung, Abscheider und Wärmerückgewinnung vorzusehen. Bei Bearbeitungsverfahren mit Staubfreisetzung, z.B. in der Kunststoffindustrie bei mechanischen Bearbeitungsvorgängen, wie Sägen, Schleifen, Trennen und Bohren, sollte ein Kompaktabscheider als Baueinheit von Staubabscheider und Wärmerückgewinnungssystem mit integrierter Reinigungsvorrichtung eingesetzt werden. Damit wird eine optimale Wärmerückgewinnung bei gleichzeitig unbelasteter Zuluft erreicht.

9.18.3
Getroffene Maßnahme

Die praktische Umsetzung kann mit einer Kombination aus Patronenfilter min. F5 (Abreinigung mit Druckluftimpulsen) zur Staubabscheidung und nachgeschalteten Rotationswärmetauscher (Regenerator) erfolgen. Dieser gewährleistet gleichzeitig einen hohen Wirkungsgrad für die Wärmeübertragung. Damit ein Verschleppen von an den Wärmeübertragerflächen anhaftenden Staubpartikeln vermieden wird, wird ein spezielles mit Druckluft arbeitendes Reinigungssystem eingesetzt.

Abbildung 54: Anlagenschaltbild

Abbildung 55: Prinzipskizze Rotationswärmetauscher

Technische Daten der Beispielanlage

Volumenstrom Fortluft:6300 m3/h
Druckverlust Patronenfilter:400 Pa (nach 800 Betriebsstunden)
Druckverlust Rotationswärmetauscher:180 Pa (nahezu konstant)
Druckverlust Gesamtanlage:800 Pa (nach 800 Betriebsstunden)
Rohgaskonzentration:300 bis 1000 mg/m3 (Arbeitsplatzabsaugung)
Staubkonzentration Fortluft:1 bis 3 mg/m3

Effektivität der Wärmerückgewinnung

Das Maß der Effektivität der Wärmerückgewinnung ist die Rückwärmezahl. Die Beispielanlage hat bei einem repräsentativen Betriebsablauf einen Temperaturübertragungsgrad von 74 % bezogen auf die Zuluft erreicht. Vergleichbare Wärmeübertragersysteme von Klima- und Lüftungsanlagen arbeiten meist ebenfalls mit Temperaturübertragungsgraden von > 70 %.

Vorteile der Arbeitsplatzabsaugung mit Abwärmenutzung

  • Energieeinsparungen durch Nutzung der Abwärme der Erfassungsluft zur Erwärmung der Hallenzuluft (Betriebskostensenkung),

  • hoher Luftdurchsatz (5.000-00.000 m3/h) bei relativ niedrigem Druckverlust,

  • einfache Regelung der übertragenen Wärmemenge über die Drehzahl des Wärmetauscherrades,

  • kompakte Bauweise mit geringem Platzbedarf.

Beschränkungen

Gefahr der Verschleppung von Gefahrstoffen in die Zuluft.

  • Bei Krebs erzeugenden Gefahrstoffen (TRGS 560) geruchsintensiven Stoffen sowie klebrigen, öligen oder aggressiven Medien ist die Anwendung nur in Sonderfällen möglich.

  • Eine Vergleichskosten- oder Wirtschaftlichkeitsrechnung ist voranzustellen. Die aufgewendeten Kosten sollten sich in möglichst kurzer Zeit amortisieren. Bei Absauganlagen ist dies ab etwa 500 bis 1000 m3/h bei einer Einsatzdauer von ca. 10 h pro Tag der Fall.

9.18.4
Weiterführende Informationen

  • Recknagel, Sprenger, Schramek: Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, Abschnitt 3.3.8 Wärmerückgewinnung, Oldenbourg Industrieverlag München