FAQ Abwärmenutzung
Nutzung von externer thermischer Energie (Abwärme) bei der solaren Klärschlammtrocknung direkt in der Trocknungshalle.
Grundsätzlich sind bei diesem komplexen Thema folgende wesentliche Aspekte zu beachten:
- Entwässerter Klärschlamm besteht zu 70%-80% aus Wasser. Wasser leitet thermische Energie sehr schlecht.
Fazit: Schlechte Wärmeübertragung erfordert für eine effektive Nutzung hohe Temperatur Gradienten.
- Während des solaren Trocknungsprozesses entsteht ab ca. 60% Feststoffgehalt ein Trockengranulat. Dieses Granulat hat eine ähnliche Dichte und einen ähnlichen Wärmeleitkoeffizienten wie Holz. Zwischen dem Granulat Körnern befindet sich Luft. Berücksichtigt man den Wärmeleitkoeffizienten der Luft, den des Granulat Kornes und die Schüttdichte des Klärschlammes, stellt man fest, dass dies eine Isolationsschicht ergibt die Polystyrol nicht unähnlich ist.
Fazit: Klärschlammgranulat wirkt als Isolator.
- Solare Klärschlammtrocknungshallen werden so gebaut, dass diese eine möglichst transparente Gebäudehülle haben. Dabei kommen Werkstoff wie Polycarbonat Kunststoffplatten, Folien und Glas zum Einsatz. Der U-Wert der eingesetzten Materialien liegt in der Regel bei 3-3,6W/(m²*K). Je besser der U-Wert, desto schlechter die Transparenz der Gebäudehülle und desto geringer die solare Verdunstung.
Fazit: ca. 50% Transmission der eingesetzten thermischen Energie über die Gebäudehülle.
- Die Luftaustauschraten bei solaren Klärschlammtrocknungen liegen bei 60-100m³ Luft pro m² Trocknungsfläche und Stunde. Diese Luft muss ebenso wie das darin enthaltene Wasser erhitzt werden und wird dann rasch wieder aus der Trocknungshalle transportiert.
Fazit: ca. 20-25% der eingesetzten thermischen Energie ist für den Luftaustausch zu verwenden.
- Während der solaren Klärschlammtrocknung kann das Trockengranulat mit der SolarTiger® Technologie an der Oberfläche Temperaturen von bis zu 55°C und mehr erreichen. Beim Einsatz von Bodenheizungen ist daher ein hoher Temperatur Gradient (siehe a.) und eine geringe Schichtdicke (siehe b.) erforderlich.
Bei Temperaturen von >65°C kommt es zu Zellaufschlüssen. Wird Beispielsweise die Abwärme aus einem BHKW mit > 85°C genutzt kommt es zum Zellaufschluss der Biomasse im Klärschlamm und damit verbunden zur Geruchsentwicklung. Ebenso muss der Boden in einer Qualität ausgeführt sein, die diesen Anforderungen standhält.
Fazit: Sollte eine Nutzung von Abwärme mittels Bodenheizung in Betracht gezogen werden, sollte auch gleich eine Abluftbehandlung mit geplant werden.
- Beim Einsatz von Luftwärmetauschern ist ebenfalls zu berücksichtigen, dass das Trockengranulat mit der SolarTiger® Technologie an der Oberfläche Temperaturen von bis zu 55°C und mehr erreicht. Ebenso werden in der Trocknungshalle selbst hohe Lufttemperaturen bis zu 55°C erreicht, und die Wärme kann unterumständen nicht wie vorgesehen vom Wärmetauscher abgegeben werden.
Fazit: Der Wirkungsgrad des Wärmetauschers kann nicht immer erreicht werden.
- Grundsätzlich reicht die Solarstrahlung in den Sommermonaten aus um den Klärschlamm mit der SolarTiger® Technologie zu trocknen.
Fazit: Zusätzlich eingesetzte thermische Energie kann daher in den Sommermonaten nicht genutzt werden.
Zusammenfassung
Bei der Nutzung von zusätzliche thermischer Energie sollte beachte werden:
- dass diese nur zu 20-25% für die Verdunstung von Wasser genutzt werden kann.
- dass diese nur kann in kalten Monaten oder in der Nacht genutzt werden kann.
- dass mit Geruchsentwicklungen zu rechnen ist.
- dass die technischen Anforderungen an die Beschaffenheit des Bodenbelages erfüllt werden.
- dass sich unter Berücksichtigung der angeführten Aspekte eine Wirtschaftlichkeit in den wenigsten Fällen plausibel darstellen lässt.
Nutzung von externer thermischer Energie (Abwärme) nach der solaren Klärschlammtrocknung mit der SolarTiger® Technologie.
Sollte thermische Energie in ausreichender Menge und in ausreichender Qualität zur Verfügung stehen, kann je nach Klärschlammmenge ein Schritt zur Nachbehandlung von mit der SolarTiger® Technologie getrockneten Klärschlamm nachgeschalten werden. Dabei wird der Klärschlamm auf gesichert mehr als 90% Feststoffgehalt getrocknet und hygienisiert.
