PuK - Prozesstechnik & Komponenten 2024

Kompressoren und Systeme
Wärmerückgewinnung
Wärmerückgewinnung
Gut für Geldbeutel und Umwelt
Dipl. Betriebswirtin Daniela Koehler, Dipl.-Ing. (FH) Gerhart Hobusch
Kompressoren und die damit erzeugte
Druckluft finden in der Industrie
für vielerlei Anwendungen ihren
Einsatz. Häufig vergessen wird allerdings,
dass sich auch die Abwärme
der Kompressoren nutzen lässt. Das
Zauberwort heißt Wärmerückgewinnung.
Bis zu 96 Prozent der Kompressor-Antriebsenergie
stehen zur
weiteren Nutzung bereit. Das spart
Energie und Kosten und senkt den
CO 2
-Fußabdruck.
Die kompletten 100 Prozent der
einem Kompressor zugeführten Antriebsenergie
werden in Wärme umgewandelt.
Für eine möglichst umfassende
Rückgewinnung und weitere
Nutzung dieser Energie sind luftund
fluidgekühlte Schraubenkompressoren
hervorragend geeignet.
Bei ihnen finden sich ca. 76 Prozent
der eingesetzten Energie als Wärme
im Kühlfluid und werden diesem
im Fluidkühler entzogen. Weitere 15
Prozent dieser Energie können als
Wärme über den Druckluftnachkühler
zurückgewonnen werden. Bis zu
5 Prozent gibt der Elektromotor an
Wärme ab. Vollgekapselte Schraubenkompressoren
ermöglichen es
sogar, selbst diesen Energieanteil mit
gezielter Kühlung zurückzugewinnen.
Damit stehen bis zu 96 Prozent der
ursprünglich zugeführten Antriebsenergie
zur Zweitnutzung bereit. Nur
ca. 2 Prozent gehen durch Wärmestrahlung
verloren und weitere ca. 2
Prozent verbleiben als Wärme in der
Druckluft.
Diese Wärme kann natürlich auch
einfach abgeleitet werden. Allerdings
gibt es noch weitere Möglichkeiten
der Verwendung dieser ohnehin
vorhandenen Energiequelle. Am
einfachsten und effizientesten ist es,
die vom Kompressor erwärmte Kühlluft
direkt zu nutzen. Zum Beispiel
als Heizluft für angrenzende Räume.
Dabei leitet ein Luftkanalsystem die
Warmluft aus der Druckluftstation in
Abb. 1: Nahezu die komplette Energie die zur Drucklufterzeugung aufgewendet wird, kann
zur Wärmerückgewinnung genutzt werden.
Abb. 2: Mit der erwärmten Kühlluft des Kompressors lassen sich benachbarte Räume sehr
einfach und effektiv über Lüftungskanäle beheizen.
benachbarte Lager oder Werkstätten,
anstatt sie nach draußen abzuführen.
Besteht kein Heizluftbedarf, wird die
erwärmte Abluft durch einfaches Umstellen
einer Schwenkklappe oder Jalousie
ins Freie geleitet. Eine thermostatisch
geregelte Jalousiesteuerung
erlaubt es, die Warmluft so genau zu
dosieren, dass konstante Temperaturen
erreicht werden.
Neben der Voll- oder Zusatzheizung
für Betriebsräume lässt sich die
warme Abluft des Kompressors beispielsweise
auch zum Unterstützen
von Trocknungsprozessen, zum Aufbau
von Warmluftschleusen oder
zum Vorwärmen der Brennerluft von
Heizanlagen einsetzen. Oft amortisieren
sich die entsprechenden Investitionen
schon innerhalb eines Jahres.
Natürlich lässt sich die Kompressorabwärme
auch in vorhandene
Warmwasser-Heizsysteme und
Brauchwasseranlagen
einspeisen.
Dieses ist in mehreren Stufen möglich.
Je nach vorgesehener Speicherkapazität
können Wassertemperaturen
von plus 70 Grad Celsius und
ggf. auch höher erzeugt werden. Am
kostengünstigsten geschieht dies mit
einem Plattenwärmetauscher, der in
den Kompressor integriert ist. Er wird
an den Kühlfluid-Kreislauf des Kompressors
angeschlossen und überträgt
die Energie vom erwärmten
Kühlfluid auf das zu erwärmende
90 PROZESSTECHNIK & KOMPONENTEN 2024