Energieeffizient durch Wärmerückgewinnung

Bis zu 96 % der Kompressor-Antriebsenergie stehen zur Wärmerückgewinnung bereit. Das spart Energie und Kosten und verkleinert den CO₂-Fußabdruck.

Die komplette einem Kompressor zugeführte Antriebsenergie wird in Wärme umgewandelt. Für eine möglichst umfassende Rückgewinnung und weitere Nutzung dieser Energie sind luft- und fluidgekühlte Schraubenkompressoren hervorragend geeignet. Bei ihnen finden sich etwa 76 % der eingesetzten Energie als Wärme im Kühlfluid und werden diesem im Fluidkühler entzogen. Weitere 15 % dieser Energie lassen sich als Wärme über den Druckluftnachkühler zurückgewinnen. Bis zu 5 % gibt der Elektromotor an Wärme ab. Vollgekapselte Schraubenkompressoren ermöglichen es, selbst diesen Energieanteil mit gezielter Kühlung zurückzugewinnen. Damit stehen bis zu 96 % der ursprünglich zugeführten Antriebsenergie zur Zweitnutzung bereit. Nur rund 2 % gehen durch Wärmestrahlung verloren und weitere 2 % verbleiben als Wärme in der Druckluft.

Natürlich lässt sich die Wärme einfach ableiten. 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 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 genau zu dosieren und konstante Temperaturen zu erreichen.

Investitionen schnell amortisiert

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.

Zudem lässt sich die Kompressor-Abwärme auch in vorhandene Warmwasser-Heizsysteme und Brauchwasseranlagen einspeisen. Je nach vorgesehener Speicherkapazität lassen sich Wassertemperaturen von 70 °C und mehr erzeugen. 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 Wasser. Je nachdem, ob das Warmwasser bei sehr empfindlichen Produktions- und Reinigungsprozessen, als Dusch- und Waschwasser oder für Heizzwecke verwendet werden soll, kommen spezielle Sicherheitswärmetauscher oder übliche Plattenwärmetauscher zum Einsatz. So sind ohne zusätzlichen Energieaufwand etwa 70 bis 80 % der installierten Kompressorleistung wärmetechnisch nutzbar. Diese Variante der Wärmerückgewinnung ist auch mit primär wassergekühlten Schraubenkompressoren möglich. Generell ist der Einsatz von Methoden zur Wärmerückgewinnung sinnvoll, wenn die für die Drucklufterzeugung benötigten Kompressoren eine Leistung von mindestens 5,5 kW erbringen.

Den wirklichen Bedarf ermitteln

Vor der Installation einer Druckluftanlage empfiehlt sich die Durchführung eines sogenannten Druckluftaudits. Denn die wenigsten Betreiber kennen ihren genauen Druckluftbedarf. Bei diesem Audit, das sich mithilfe moderner Analysewerkzeuge wie der sogenannten ADA/KESS (Analyse der Druckluftauslastung/Kaeser Energiespar-System-Service) schnell und problemlos durchführen lässt, werden die genauen Bedarfsdaten eines Projektes ermittelt. Das webbasierte System transportiert nicht nur die Messdaten, sondern auch die Systemdaten der auditierten Station und stellt dem Betreiber schnell einen Bericht für eine erste Information zur Verfügung. Die Daten können dann zum Beispiel in das KESS-System übernommen werden. Damit werden Planungsschritte für den Betreiber der Druckluftstation ermittelt sowie die Investitionskosten und die möglichen Energieeinsparungen. Für den Fall einer komplett neuen Installation werden von vornherein optimale Lösungen angeboten. Unabhängige Vergleiche von verschiedenen Systemvarianten sind dabei möglich, um dann die wirtschaftlichste aussuchen zu können. Im Fall der Haustechnik empfiehlt es sich, gleichzeitig mit diesem Druckluftaudit auch ein Wärmeaudit durchzuführen, um parallel zum Luftverbrauch auch die Entwicklung des Wärmehaushalts zu ermitteln.

Dabei sollten neben den charakteristischen Daten für Druckluft auch die Daten für die Wärme abgefragt werden. Stehen diese fest, lässt sich ermitteln, wie viel Prozent der Kompressorenabwärme in den normalen Wärmebedarf des Projektes abgenommen werden kann. Daraus lässt sich errechnen, wie groß die Speicher sein müssen und wie hoch die Temperaturniveaus sind. Im optimalen Fall können 96 % eingesetzt werden.