Remko: WRG und Wärmepumpenkaskade für Waffelfabrik
Das Traditionshaus Stenger produziert bereits seit fast 100 Jahren Waffeln für alle denkbaren Abnehmer von der Eisdiele bis zum Großverbraucher. Schon kurz nach der Wende expandierte das Unternehmen und übernahm 1991 in Rosenau-Rogäsen den zwei Jahre zuvor stillgelegten Zweigbetrieb des Konsum-Waffelspezialbetriebes Brandenburg.
Der Standort, zwischen Magdeburg und Potsdam nicht weit von der A2 entfernt, bot Platz zum Ausbau. Man investierte u. a. in eine neue Produktionshalle und neuen Backmaschinen für die Herstellung von Eiswaffeln. Im Jahr 2019 entwickelte die Firma Stenger Waffelfabrik Pläne, die technische Infrastruktur auf neue Füße zu stellen. Bei der Realisierung der Wärmepumpen-Kaskade unterstützte das Unternehmen Remko mit dem Team der Planerberater. Von Seiten der Waffelfabrik waren technisch versierte Mitarbeiter in alle Prozesse mit eingebunden. Durch den engen Austausch und die stete Abstimmung konnte der Produktionsausfall sehr geringgehalten werden.
Aufgabenstellung definiert
Als Ziel der Maßnahme wurde die fossilfreie Wärmeerzeugung ausgegeben, zusammen mit einer Erhöhung der Energieeffizienz um 50 Prozent. Statt des vorhandenen gasbetriebenen Niedertemperaturkessels mit 260 kW sollte das System auf Wärmepumpen in Verbindung mit Abwärme sowie Stromerzeugung umgestellt werden.
Als Quelle für die Wärmerückgewinnung wurden die Abgase bzw. Schwaden der Backöfen ausgemacht. Für die Druckluftkompressoren gab es dies bereits. Über Pufferspeicher sollte die Energie dann vier Abnehmern zur Verfügung stehen: der Teigmischung, dem Heizkreis, der Reinigung sowie den Duschen/Sanitäranlagen.
Schrittweise Umsetzung
Als Erstes wurde 2019 der Niedertemperaturkessel durch eine Wärmepumpen-Kaskade mit 120 kW Leistung ersetzt. Während der Installation lief ein mobiles Heizgerät. Drei Module der Luft-/Wasser-Wärmepumpe SQW von Remko, einer modularen Energiezentrale mit jeweils 40 kW, sind nun in Reihe geschaltet. Ein solches leistungsstarkes Bauteil in Monoblock-Ausführung arbeitet bis zu einer Außentemperatur von -25 °C.
Die Energieeffizienzklasse A++ erreicht sie bei einer Vorlauftemperatur von 35 °C. Ihrem Namen entsprechend sind die Energiezentralen modular aufgebaut, denn je nach Leistungsbedarf können bis zu 10 SQW-Wärmepumpen als Kaskade zu einem Leistungsbereich von 400 kW eingesetzt werden. Die ausgereifte Technik befindet sich komplett im Gehäuse, eine Kopplung von mehreren Wärmepumpen erfolgt mit den entsprechenden Anschlusssets aus dem Remko-Produktportfolio.
Die Dreier-Kaskade bei Stenger, die für kurze Anschlusswege direkt neben einem Gebäudeteil aufgestellt wurde, liefert eine große Modulationstiefe. Auf diese Weise können die SQW sehr flexibel auf die geforderte Leistung reagieren. Zudem bietet sie eine Ausfallsicherheit des Systems, denn wenn bei einem Gerät eine Störung auftritt, können die weiteren den Betrieb aufrechterhalten. Zum Zeitpunkt des Wärmepumpeneinbaus wurde der vorhandene Pufferspeicher zunächst weiter eingesetzt. So wurde die bestehende Verteilung erneuert und auf diesen Pufferspeicher umgebaut.
Einbindung eines Abgaswärmetauschers
Um den Gasverbrauch bei der Waffelherstellung pro Jahr zu verringern, wurde an einem der Backöfen im Jahr 2020 als Test ein Abgaswärmetauscher mit 35 kW Leistung installiert. Damit zog eine bislang noch nicht genutzte Technik in die Waffelfabrik ein. Der Abgaswärmetauscher entzieht dem heißen Abgas die Wärme. Um diese zusätzliche Energie optimal aufnehmen zu können, wurde ein neuer Pufferspeicher eingebracht, der 5.000 l fasst.
Diese Energieausbeute dient zunächst dazu, den bisher elektrisch beheizten Raum für Fette mit einer Warmwasserheizung zu beheizen. Außerdem wird die zurückgewonnene Energie für Spül- und Reinigungsprozesse eingesetzt. Das Gleiche gilt für die Wärmerückgewinnung der Druckluftkompressoren, dieses System war in der Waffelfabrik bereits installiert. Druckluft wird für den Transport der Waffelhörnchen über Pneumatik-Zylinder sowie für die Reinigung von Teigüberschüssen eingesetzt.
Angedacht ist, weitere Abgaswärmetauscher zu nutzen. Die Planung dafür läuft bereits. Der Einsatz hängt unter anderem von der Laufzeit und den Betriebsstunden der Backlinien ab.
Einbindung einer PV-Anlage
Als weiterer Baustein kam Ende 2021 eine PV-Anlage hinzu. Eine Ergänzung durch PV- Strom für den Eigenverbrauch galt in jedem Fall als sinnvoll. Durch eine Leistung von 100 kWp reduziert die Anlage den Netzbezug um ca. 10 Prozent und verbessert damit auch die CO2-Bilanz. Ausgeführt wurde sie als Dachanlage auf einem Lagergebäude. Eine Netzeinspeisung ist nicht umgesetzt, der Strom wird komplett im Werk für die Produktion sowie für den Wärmepumpenbetrieb verbraucht. Im Jahr 2022 konnten dadurch 62 MWh Strom und 27 t CO2-Emissionen eingespart werden. Diese Investition amortisiert sich in ca. 4,5 Jahren.
Ergebnisse
Die Umstellung von Gas auf erneuerbare Energie und Wärmerückgewinnung lieferte das prognostizierte Ergebnis. Der Erdgasverbrauch betrug im letzten Betriebsjahr (2018) des Kessels rund 217.000 kWh. Erst nach der schrittweisen Umstellung konnte für das Jahr 2022 festgestellt werden, dass die SQW-Kaskade 102.000 kWh bereitstellte und dafür 31.000 kWh Strom verbrauchte. Zusätzlich erbrachte der Abgaswärmetauscher eine Wärmemenge von 100.000 kWh.
Die Stenger Waffelfabrik verzeichnete demnach eine hohe Einsparung – im Jahr 2022 287.130 kWh und 77 t an CO2-Emissionen, obwohl eine 10 % höhere Produktionsmenge umgesetzt wurde. Alle Energiewerte werden monatlich erfasst, dokumentiert und ausgewertet. So lässt sich die Entwicklung kontinuierlich nachvollziehen. Die Investitionen wurden durch die KfW im Programm Energieeffizienz in der Wirtschaft sowie durch die Investitionsbank des Landes Brandenburg im Programm RENplus gefördert. Langfristig geplant ist, die elektrischen Wärmesenken auf wassergeführte umzubauen. Damit ließe sich eine weitere Energieeinsparung realisieren.
