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SPECIAL
ALUMINIUM CASTING
and ensures a full and long-term effectiveness
of the heat exchanging system. The frequency
converter for fan speed control is also obtaining
to more energy-savings in this case.
Afterwards the purified air flows to an integrated
heat exchanger, which extracts the
energy out of the purified air and led it to
the fresh air duct to heat up the incoming fresh
air. This method has a mean heat recovery rate
of 40 percent through the winter period, resulting
in a heat recovery of 86.8 kW an hour
and 312,500 kW during one winter period
for our model foundry. After the deduction of
the heat recovery system’s own energy consumption
(e.g. circulating pump), this second
method ensures an annual reduction of nearly
18,000 euros for the operational costs and
more than 70 tonnes of carbon dioxide emissions.
The investment for this air filtration system
has a payback period of three years.
3) Air filtration system with integrated heat
exchanger und highly efficient heat pump
The third method of air treatment contains all
benefits of the second method as explained
before. The difference: this system is equipped
with a highly efficient heat pump. Exhaust air
heat pumps always draw their energy out of
the relatively warm exhaust air of the production
hall. Therefore this principle achieves a
high COP performance of 6 and higher (that
means 1 kW of electricity generates more than
6 kW of thermal energy). The result is an extremely
economical operation compared to
other heating systems, which ensures a direct
transfer of the recovered energy to the incoming
fresh air without any buffer tank.
In view of the high COP performance and
a heat recovery rate of 85 percent our aluminium
diecasting foundry recovers by this
filtration system nearly twice as much of the
energy back, which would be usually gained
by the use of an exhaust air filter system
with just an integrated heat exchanger. This
equates to a heat recovery of 185 kW an hour
(~ 666,000 kW a year). By deducting the filtration
system’s own energy consumption our
diecasting foundry saves annually 26,500 euros
of energy costs and 112.5 tonnes of carbon
dioxide. The investment for this air filtration
system has a payback period of four years.
sich eine jährliche Reduzierung der Betriebskosten
um fast 18.000 Euro und eine Senkung
der CO 2 -Emissionen um mehr als 70 Tonnen.
Die Amortisationszeit für die Investition dieser
Anlage beträgt etwa drei Jahre.
3) Filtersystem mit integriertem Wärmetauscher
und hocheffizienter Wärmepumpe
Das dritte Abluftkonzept beinhaltet alle Vorteile,
die auch das zuvor erläuterte zweite
Konzept umfasst. Der Unterschied besteht
darin, dass die Anlage um eine hocheffiziente
Wärmepumpe erweitert wurde. Abluftwärmepumpen
beziehen ihre Energie aus der auch
an kalten Tagen stets relativ warmen Hallenabluft.
Daher erzielt dieses Prinzip extrem
hohe Leistungszahlen von über 6, das heißt
aus 1 kW elektrischem Strom werden 6 kW
thermische Energien gewonnen. Eine derartige
Anlage ist deutlich wirtschaftlicher als
vergleichbare Heizsysteme und ermöglicht
eine direkte Energieübertragung (ohne Pufferspeicher)
an die zu erwärmende Zuluft.
Angesichts der hohen Leistungszahl und
eines Wirkungsgrades von 85 Prozent gewinnt
die betrachtete Aluminium-Gießerei bei Einsatz
einer KMA-Abluftfilteranlage mit integrierten
Wärmetauschern und Wärmepumpe
fast doppelt so viel Energie zurück wie eine
Filteranlage mit einfachem Wärmetauscher.
Das entspricht einer Energierückgewinnung
von etwa 185 kW pro Stunde (~ 666.000 kW
im Jahr). Bei Abzug des Energieeigenverbrauchs
der Anlage summiert sich die jährliche
Ersparnis auf fast 26.500 Euro. Damit
einhergehend reduziert sich der CO 2 -Ausstoß
um etwa 112,5 Tonnen im Jahr. Bei diesem
Modell rentiert sich die Investition nach einer
Amortisationszeit von etwa vier Jahren.
Fazit
Wie das Fallbeispiel verdeutlicht, bestehen
mehrere Methoden, um die Hallenabluft in
Aluminiumdruckguss-Gießereien von organischen
Luftschadstoffen zu reinigen. Über dieletzten
Jahre hat sich die Technik im Bereich
der Abluftreinigung weiterentwickelt. Daher
breitet sich in vielen Gießereibetrieben ein
Umdenken hin zu energieeffizienten Abluftfiltersystemen
aus. Die heutige Technologie
zeigt auf, dass Umweltverträglichkeit und
Wirtschaftlichkeit keine Gegensätze sind, sondern
sich gegenseitig ergänzen und verstärken.
Hinzu kommt, dass sich die Investition für ein
energieeffizientes Abluftsystem bereits nach
kurzer Zeit rentiert: Energieeffiziente Abluftfiltersysteme
verschaffen der Gießerei durch
erhebliche Betriebskosteneinsparungen Wettbewerbsvorteile
und verbessern den ökologischen
Fußabdruck des Betriebes dank einer
starken Reduzierung des CO 2 -Ausstoßes.
Abluftsysteme im Vergleich – Einsparpotenziale durch die Wahl eines energieeffizienten Abluftfiltersystems
Exhaust air filtration systems in comparison – energy-savings by the use of an energy-efficient filtration system
Conclusion
The model case illustrates several methods
for separating organic pollutants out of the
exhaust air from aluminium pressure die
castings. In recent years the technology of exhaust
air treatment has been developed further,
therefore many companies rethink their
Grundlage: Abluftmenge: 40.000 m 3 /h, Ø Außenlufttemperatur in der Heizperiode (3.600 h): 2,9 °C, erwünschte Zulufttemperatur
in der Halle: 18 °C, Δt = 15,1 °C ** Kostenansatz: Gaspreis 0,50 €/m 3 , Strompreis 15,5 Cent/kWh
Basics: air volume: 40,000 m 3 /h, Ø ambient temperature in heating period (3,600 h): 2.9 °C, desirable temperature
inside the hall: 18 °C, Δt = 15.1 °C ** Estimation of cost: gas rate 0.50 €/m 3 , electricity rate 15.5 Cent/kWh
ALUMINIUM · 11/2012 35