Die Abwasserwärmepumpe gewinnt Energie aus Abwasser
Eine kostengünstige und umweltfreundliche Möglichkeit, um über ein Wärmenetz private und öffentliche Abnehmer mit Heizwärme zu versorgen, ist der Einsatz einer Wärmepumpe. Dabei handelt es sich um eine Maschine, die zunächst über einen Kreislauf mit einem Kältemittel thermische Energie aus einer Wärmequelle in der Umgebung aufnimmt. Bei dieser Quelle handelt es sich häufig um eine warme Erdschicht, aber auch ein warmes Grundwasservorkommen oder das Abwasser sind geeignet.
Das zunächst flüssige Kältemittel entzieht der Wärmequelle die thermische Energie und verdampft hierbei. Dieser Dampf wird dann anschließend zur eigentlichen Wärmepumpe geleitet. Hier wird das Gas dann unter Einsatz von elektrischen Strom verdichtet. Auf diese Weise steigt zusammen mit dem Druck auch seine Temperatur. Die daraus resultierende Wärme wird nun in einem Wärmetauscher an den zu versorgenden Heizkreislauf abgegeben, bei dem es sich zum Beispiel um ein Heizungssystem oder auch um ein öffentliches Wärmenetz handeln kann. Der Druck im nun abgekühlten und wieder kondensierten Arbeitsmedium wird schließlich verringert und es steht erneut zur Wärmeübertragung bereit.
Damit eine Wärmepumpe arbeiten kann, benötigt sie elektrischen Strom. Effiziente Anlagen geben jedoch ein Vielfaches der eingesetzten elektrischen Energie in Form von Wärmeenergie wieder ab, denn der größte Teil der Wärme stammt aus der jeweiligen Wärmequelle. Je höher die dort herrschende Temperatur ist, desto effizienter ist also auch die Wärmepumpe. Darin liegt ein großer Vorteil der Abwasserwärmepumpen begründet: Sie greifen auf eine Quelle zu, die natürlicherweise über recht hohe Temperaturen verfügt. Abwasser ist ganzjährig zwischen etwa 10 und 20° C warm und liefert damit deutlich mehr Energie als zum Beispiel die Erdwärme oder Umgebungsluft, auf die andere Wärmepumpentypen zugreifen. Abwasserwärmepumpen arbeiten dementsprechend besonders effizient, verbrauchen nur wenig Strom und sparen auf diese Weise CO2-Emissionen und Kosten ein.
Auch ihre räumliche Verfügbarkeit macht die Abwasserwärme interessant. Denn sie kann praktisch überall genutzt werden, wo ein zugänglicher Abwasserkanal oder ein Klärwerk vorhanden sind und sich in der Nähe potentielle Abnehmer für die thermische Energie befinden. Die entstehenden kurzen Wege verringern zudem Energieverluste im Wärmenetz und steigern somit auch dessen Effizienz.
Voraussetzungen für die Abwasserwärmenutzung
Abwasserwärmepumpen unterscheiden sich von anderen Wärmepumpen im Grunde nur durch die verwendete Wärmequelle, nicht jedoch durch ihre grundsätzliche Funktionsweise. Das macht diese Art der Wärmegewinnung zudem sehr flexibel, denn der Abwasserwärmetauscher, der dem Abwasser die thermische Energie entzieht und sie der Wärmepumpe bereitstellt, lässt sich sowohl in der Kanalisation als auch im Klärwerk installieren. Die Kosten hängen dabei vom Aufwand ab. Besonders günstig ist es stets, die Einrichtung einer Abwasserwärmepumpe mit einer ohnehin notwendigen Kanalsanierung, also einer Sanierung des Abwassernetzes, zu kombinieren. Aber auch eine nachträgliche Installation der nötigen Technik ist in den meisten Fällen kein Problem. In kleinerem Rahmen lassen sich Abwasserwärmepumpen zudem ebenfalls in Sammelbecken für das Abwasser einzelner Einrichtungen wie etwa Hotels oder Schwimmbäder installieren. Weil hier die Temperatur des Abwassers meist noch höher liegt als in der Kanalisation, kann sich daraus ein weiterer Effizienzgewinn ergeben.
Technische Voraussetzung für die Nutzbarkeit der Abwasserwärme in einem Kanalrohr, Klärwerk oder sonstigen Anlagen ist lediglich, dass im Jahresverlauf genügend Abwasser mit einer ausreichend hohen Temperatur vorhanden ist. Ist dies der Fall, muss natürlich noch die Zustimmung des Kanalnetz- und Kläranlagenbetreibers eingeholt werden. Denn zur ordnungsgemäßen Funktion der Abwasserreinigung sind Mindesttemperaturen vonnöten, die durch die Wärmeentnahme nicht unterschritten werden dürfen. Eine Nutzungsvereinbarung schafft für beide Seiten Rechtssicherheit. Ist alles geklärt, steht der Wärmegewinnung aus Abwasser nichts mehr im Wege, zumal Abwasserwärmepumpen als Teil eines effizienten Wärmenetzes entsprechend des Gebäude-Energie-Gesetzes (GEG) als eine Form der erneuerbaren Energien staatlich gefördert werden.
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