Die Pinch-Analyse zeigt, wie viel Heiz- und Kühlenergie ein Prozess mindestens braucht – und welche Änderungen am Wärmeübertragernetzwerk, an den Utilities und am Prozess dorthin führen. Typisch sind 10–30 % weniger Prozesswärme in gewachsenen Bestandsanlagen.
Die Pinch-Analyse – auch Pinch-Methode oder Pinch-Technologie – wurde Anfang der 1980er Jahre von Bodo Linnhoff entwickelt. Sie betrachtet nicht einzelne Apparate, sondern alle heißen Ströme (die gekühlt werden müssen) und alle kalten Ströme (die beheizt werden müssen) eines Prozesses gemeinsam.
Aus Temperaturen und Wärmekapazitätsströmen entstehen zwei Composite Curves: die heiße und die kalte Verbundkurve im Temperatur-Wärmestrom-Diagramm. Schiebt man sie so weit zusammen, bis an einer Stelle nur noch die Mindest-Temperaturdifferenz ΔTmin bleibt, ergeben sich drei Kennzahlen:
Der Vergleich dieser Zielwerte mit dem heutigen Verbrauch zeigt das Einsparpotenzial – bevor investiert wird.
Interaktives Beispiel auf der Startseite ausprobieren →Jede kW, die vom heißen über den Pinch auf die kalte Seite übertragen wird, muss doppelt bezahlt werden: als Heizung und als Kühlung.
Oberhalb des Pinch ist der Prozess ein Wärmeverbraucher. Kühlwasser an dieser Stelle vernichtet nutzbare Wärme.
Unterhalb des Pinch gibt der Prozess Wärme ab. Dampf an dieser Stelle ersetzt nur Abwärme, die ohnehin da ist.
Die Grand Composite Curve fasst den Wärmebedarf des Prozesses nach Temperaturniveau zusammen. Sie beantwortet Fragen, die für Energiekosten und Dekarbonisierung entscheidend sind:
Eine Wärmepumpe spart nur dann Energie, wenn sie Wärme von unterhalb nach oberhalb des Pinch hebt. Falsch platzierte Wärmepumpen verschieben lediglich Wärme innerhalb einer Seite – mit Stromkosten, aber ohne Nutzen. Genau das verhindert die Pinch-Analyse.
Mehr zu Wärmepumpen und Dekarbonisierung →Die Datenbasis entscheidet über die Qualität des Ergebnisses. Wir unterstützen bei Erfassung, Bilanzierung und Plausibilisierung – vieles liegt in Ihren Unterlagen bereits vor.
| Daten | Inhalt | Typische Quelle |
|---|---|---|
| Stromdaten | Ein- und Austrittstemperaturen, Massenströme, Wärmekapazitäten bzw. Enthalpieverläufe, Phasenwechsel | Verfahrensfließbilder, Wärme- und Massenbilanzen, Prozesssimulation |
| Betriebsdaten | Reale Temperaturen, Durchflüsse und Verbräuche in typischen Lastfällen | Prozessleitsystem, Historian, Messkampagnen |
| Utilities | Dampfstufen, Thermalöl, Kühlwasser, Kälte – Temperaturen, Mengen und Kosten | Energieversorgung, Energiecontrolling |
| Wärmeübertrager | Bestehende Apparate mit Fläche, Verschaltung und Leistung | Datenblätter, Apparateliste, R&I-Fließbilder |
| Randbedingungen | Sicherheit, Produktqualität, Fouling, Platz, Anfahr- und Teillastbetrieb | Gespräche mit Betrieb und Verfahrenstechnik |
Am Ende stehen keine theoretischen Potenziale, sondern priorisierte Maßnahmen mit Investition, Einsparung und Zeitplan.
Abgrenzung des Untersuchungsrahmens, Erfassung der Ströme, Energie- und Massenbilanzen, Abgleich mit realen Verbräuchen.
Composite und Grand Composite Curves, Zielwerte für Heiz- und Kühlbedarf, Identifikation von Pinch-Verletzungen im Bestand.
Retrofit des Wärmeübertragernetzwerks, Utility-Anpassungen, Wärmepumpen, Prozessmodifikationen – technisch und wirtschaftlich bewertet.
Priorisierung nach Wirtschaftlichkeit, Umsetzungsplan, Abstimmung mit Ihren Experten und Prüfung von Fördermitteln.
Detaillierte Pinch-Analyse, gemeinsam mit dem Kunden priorisierte Projekte und unmittelbar messbarer Erfolg.
Wärmestromanalyse über mehrere Anlagen; die erarbeiteten Maßnahmen wurden umgesetzt.
Vom Förder-Check bis zum Antrag für mehrere energetische Vorhaben.
Weitere Projekte finden Sie in unseren Referenzen.
Was Betreiber von Prozessanlagen vor einer Pinch-Analyse am häufigsten wissen möchten.
Nein. Die Analyse arbeitet mit Auslegungs- und Betriebsdaten aus Prozessleitsystem, Messungen und Verfahrensunterlagen. Vor Ort sind in der Regel nur Begehungen und Gespräche mit Ihren Betriebs- und Verfahrensingenieuren nötig.
ΔTmin ist die kleinste Temperaturdifferenz, die in einem Wärmeübertrager zwischen heißem und kaltem Strom zugelassen wird. Ein kleines ΔTmin erhöht die Wärmerückgewinnung, erfordert aber mehr Übertragerfläche. Wir wählen ΔTmin so, dass Energie- und Investitionskosten zusammen minimal werden – abhängig von Medien, Temperaturniveau und Übertragerbauart.
Ja. Für diskontinuierliche Prozesse wird die zeitliche Abfolge der Ströme berücksichtigt, etwa über Zeitscheiben oder die Betrachtung von Wärmespeichern. So lässt sich auch dort Wärme zwischen Prozessschritten verschieben, die nicht gleichzeitig laufen.
Entscheidend ist weniger die Größe als die Zahl der Wärmeströme und der Energieeinsatz. Sobald an mehreren Stellen gleichzeitig geheizt und gekühlt wird, gibt es meist Potenzial. Im kostenlosen Erstgespräch schätzen wir ein, ob sich der Aufwand für Ihre Anlage lohnt.
Das hängt vor allem von der Anlagengröße und davon ab, wie gut die Prozessdaten bereits verfügbar sind. Die Datenerfassung ist erfahrungsgemäß der größte Teil des Aufwands. Nach dem Erstgespräch erhalten Sie einen konkreten Vorschlag zu Umfang, Datenbedarf und Zeitplan.
In einem kostenlosen Erstgespräch schätzen wir ein, ob und wie viel eine Pinch-Analyse für Ihre Anlage bringt.