ZIM-Vorhaben ZF4042202RE6

Entwicklung eines Rekuperators zur hybriden Verbrennungsluftvorwärmung in Industrieöfen

For­schungs­stel­len
RWTH Aachen, Insti­tut für Indus­trie­ofen­bau und Wärmetechnik
Hül­sen­busch Appa­ra­te­bau GmbH & Co. KG

Lauf­zeit
01.10.2016 — 30.06.2019

Zusam­men­fas­sung
Ein Groß­teil der Indus­trie­öfen im Bereich der Metall­in­dus­trie sowie der Kera­mik- oder Che­mie­in­dus­trie wird mit fos­si­len Brenn­stof­fen, ins­be­son­de­re Gas, Öl oder Koh­le betrie­ben. Für einen ener­gie­ef­fi­zi­en­ten Betrieb wer­den die Öfen mit einer Wär­me­rück­ge­win­nung zur Vor­wär­mung der Ver­bren­nungs­luft aus­ge­stat­tet. Dazu wer­den viel­fach zen­tra­le Reku­per­a­to­ren ver­wen­det. Ein essen­ti­el­ler Bedarf der Anla­gen­be­trei­ber besteht in der Ver­wen­dung von Strom aus erneu­er­ba­ren Ener­gie­quel­len wie Wind- oder Solar­ener­gie. Durch die zuneh­men­de Ein­spei­sung von Wind- und Solar­ener­gie in das Strom­netz ist die erzeug­te Leis­tung erheb­li­chen Schwan­kun­gen unter­wor­fen. In Kom­bi­na­ti­on mit der Libe­ra­li­sie­rung des Ener­gie­mark­tes führt dies zu einer zuneh­men­den Vola­ti­li­tät des Strompreises.
Das Ziel des For­schungs- und Ent­wick­lungs­vor­ha­bens ist die Ver­bes­se­rung der Ener­gie­ef­fi­zi­enz und der Wirt­schaft­lich­keit von gas­be­heiz­ten Indus­trie­öfen mit Ver­bren­nungs­luft­vor­wär­mung über zen­tra­le Reku­per­a­to­ren. Dazu wird die Ent­wick­lung eines neu­en hybri­den Reku­per­a­tors mit inte­grier­ter, elek­tri­scher Ver­bren­nungs­luft­vor­wär­mung und adap­ti­ver Rege­lung der Luft­vo­lu­men­strö­me verfolgt.
Rea­li­siert wird die­ses inno­va­ti­ve Pro­dukt durch den Ein­satz zen­tra­ler Rohr­bün­del­re­ku­per­a­to­ren mit inte­grier­ten elek­tri­schen Heiz­ele­men­ten, wel­che eine hybri­de Ver­bren­nungs­luft­vor­wär­mung sowohl durch die Wär­me des Abga­ses als auch mit elek­tri­scher Ener­gie ermög­li­chen und somit eine fle­xi­ble Abnah­me von Strom, ins­be­son­de­re von Über­schuss­strom, aus erneu­er­ba­ren Ener­gie­quel­len gewähr­leis­ten. Den­noch ist die Anla­ge im strom­lo­sen Betrieb voll funk­ti­ons­fä­hig. Dies ermög­licht es auch bis­her vor­han­de­ne, aus­schließ­lich gas­be­feu­er­te Anla­gen für die antei­li­ge Nut­zung von Strom aus erneu­er­ba­ren Ener­gie­quel­len umzu­rüs­ten und zur Sta­bi­li­tät des Strom­net­zes und zum Erfolg der Ener­gie­wen­de bei­zu­tra­gen. Das gemein­sa­me For­schungs­vor­ha­ben umfasst die expe­ri­men­tel­le und nume­ri­sche Aus­le­gung, Kon­struk­ti­on und Fer­ti­gung eines Pro­to­typs des hybri­den Rekuperators.

BMWi_Web_de_WBZlogo_zimDas For­schungs­vor­ha­ben mit dem För­der­kenn­zei­chen ZF4042202RE6 wird vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und Ener­gie auf­grund eines Beschlus­ses des Deut­schen Bun­des­ta­ges gefördert.