Technologie

Bei den smartE5 GmbH Energie-Rückgewinnungs-Systemen (abgekürzt „ERS“), Modell ERS 200 und Modell ERS 300, handelt es sich um spezifische, thermoelektrische Wärmetauscher, die es ermöglichen, ungenutzte Abwärme gleichzeitig in nutzbare Wärme und in nutzbaren Strom zu wandeln.

ERS Funktionsprinzip: schematische Darstellung

Legende zum ERS Funktionsprinzip (Nummern der schematischen Darstellung):

1. ERS-Einheit (Energie-Rückgewinnungs-System)
ERS Wärmetauscher auf Halbleiterbasis: Die ERS-Technolgoie wandelt Temperaturdifferenz gleichzeitig in nutzbare Wärme und in nutzbaren Strom um.

2. Abwärmequelle bzw. Industrieanlage (teilweise oder vollständig ungenutzte Abwärme)
Quelle industrieller Prozesswärme.

3. ERS Stromerzeugung: Nutzbarer Strom zur Eigennutzung und / oder zur Stromeinspeisung
CO₂-freie Stromgewinnung durch das ERS für viele Anwendungsmöglichkeiten. Nutzung des erzeugten Stroms z.B. zur Einspeisung in das öffentliche Netz, zur Nutzung für Industrieverbraucher, zur Stromspeicherung, für die direkte Nutzung in E-Mobilität, usw.

4. ERS Wärmeerzeugung (Wärmerückgewinnung): Nutzbare Wärme zur Eigenversorgung und / oder zur Fremdversorgung
Nutzung der durch das ERS bereitgestellten Restwärme für viele Anwendungsmöglichkeiten, wie z.B. für Gebäudetechnik, Maschinen, Heizsysteme, Industrieprozesse, usw.

5. ERS Wärmetauscher und Umwälzpumpe für Abwärme „heiße Seite“
Thermische Energie im nutzbaren Temperaturbereich von mindestens ca. +100 Grad Celsius bis maximal ca. +1200 Grad Celsius. Eigener, geschlossener Kreislauf.

6. ERS Wärmetauscher und Umwälzpumpe für Wärmesenke bzw. Kühlkreis „kalte Seite“
Rücklaufkühlung zur Erzeugung eines Temperaturgefälles im nutzbaren Temperaturbereich von mindestens ca. -50 Grad Celsius bis maximal ca. +70 Grad Celsius. Eigener, geschlossener Kreislauf.

Das ERS: Ein System, sehr viele Anwendungen:

Zu Punkt 2 Abwärmequellen bzw. Industrieanlagen (teilweise oder vollständig ungenutzte Abwärme). Beispiele:

• Gaskraftwerke
• Biogasanlagen
• Motorenwärme (z.B. BHKW)
• Umweltwärme (z.B. Solar und Geothermie)
• Allgemeine industrielle, verfahrenstechnische und produktionstechnische Abwärme
• Pyrolyseanlagen
• Thermische Abfallbehandlungsanlagen
• Elektrolyseure
• Rechenzentren
• Abwasser
• Aluminium-Schmelzöfen
• Glasproduktion (Wannen, Kühlzonen)
• Zementwerke (Klinkerkühler, Drehöfen)
• Ziegelwerke (Tunnelöfen)
• Biogasanlagen (Motoren, Abgasleitungen)
• Gießereien (Induktionsöfen, Pfannenöfen)
• Großwäschereien
• Containerschiffe
• Lebensmittelindustrie (Pasteurisierung, Trocknung)
• Papierindustrie (Walzen, Trocknungsprozesse)
• Metallveredelung (Galvanik, Härten, Beschichtung)
• Kunststoffverarbeitung (Extruder, Spritzguss)

Zu Punkt 3 ERS Stromerzeugung: Nutzbarer Strom zur Eigennutzung und / oder zur Stromeinspeisung. Weitere Beispiele:

• Eigenstrom für Steuerung / Leittechnik
• Beleuchtung von Hallen, Außenbereichen
• Versorgung von Kompressoren und Pumpen
• Stromversorgung für IoT-Überwachung (z.B. Abgasanalyse)
• Notstromversorgung (USV-Pufferung)
• Betrieb von Lüftungssystemen
• Klimatisierung durch Kompressorkälte
• Netzrückspeisung bei Überschuss
• Versorgung von Ladepunkten (Stapler, Fahrzeuge)
• Energieversorgung in Inselnetzen / abgelegenen Bereichen

Zu Punkt 4 ERS Wärmeerzeugung (Wärmerückgewinnung): Nutzbare Wärme zur Eigenversorgung und / oder zur Fremdversorgung. Weitere Beispiele:

• Vorwärmen von Prozessluft
• Wärmerückgewinnung für Dampfproduktion
• Integration in Wärmepumpensysteme
• Nutzung in Adsorptions- oder Absorptionskältemaschinen
• Einspeisung in Fernwärmenetze
• Beheizung angrenzender Bürogebäude
• Prozesswassererwärmung
• Temperierung von Lager-/Produktionsräumen
• Enteisung / Trocknung von Fördertechnik
• Integration in saisonale Wärmespeicher
• Trocknungsprozesse (Holz, Keramik, Biomasse)
• Reinigungsanlagen (Waschstraßen, CIP-Systeme)
• Raumheizung großer Hallen (z.B. auch Messehallen)
• Warmwasserbereitung in Produktion oder Sanitär
• Beheizung von Biogas-Fermentern
• Prozesswärme in Brauereien
• Lackierkabinen in Automobilwerken
• Beheizung von Pools (z. B. Kreuzfahrtschiffe)
• Klimatisierung durch Absorptionskälteanlagen
• Bodenheizung in Winterbetrieb (Logistik, Bahntechnik)

Falls gewünscht ebenso möglich zur Herstellung einer Wärmesenke, unter Einbindung eines Wärmetauschers mit eigenständigem Kreiskauf (teilweise genehmigungspflichtig):

• Meerwasser
• Grundwasser
• Flusswasser
• Leitungswasser
• Abwasser
• Kalte Luft

Weitere praktische Anwendungsfelder für ERS. Beispiele:

• Etikettieranlagen – Nutzung der Prozesswärme für Eigenstrom
• Kreuzfahrtschiffe – Abwärme aus Dieselantrieb zur Beheizung von Pools
• Containerschiffe – Kühlung über Rumpf ergibt eine Wärmesenke, damit Strom für Bordtechnik
• Papierfabriken – Nutzung von Trockenzonen zur Stromerzeugung
• Molkereien – Nutzung der Pasteurisierungstemperatur
• Ziegelbrennereien – Tunnelofenanlagen mit hohem Rückgewinnungspotenzial
• Müllverbrennungsanlagen – Strom aus Rauchgasrückläufen
• Automobilwerke – Ofenlinien und Lackieranlagen
• LNG-Terminals – Verflüssigungsprozesse bieten hohe Abwärme
• Großbäckereien – Ofenwärme zur Deckung interner Stromlasten

Langlebigkeit, Wirtschaftlichkeit der ERS

Die ERS 200 und die ERS 300 der smartE5 GmbH sind jeweils überaus langlebig und wirtschaftlich. Die Technologie ist ausgereift und erprobt, vergleichsweise einfach zu installieren (mitunter auch mit „Plug- und Play“) und zudem mit bis zu 80.000 Betriebsstunden der Halbleiter sehr langlebig. Zudem gibt es umfangreiche öffentliche Zuschüsse und Fördermittel bzw. zinsverbilligte Förderdarlehen sowohl für den privaten als auch für den industriellen Einsatzbereich, die dazu beitragen, dass sich das ERS 200 bzw. das ERS 300 noch schneller amortisiert.