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Wärmerückgewinnung für Warmluft- und Warmwasser-anwendungen
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32
ca. 5 %Abwärme vom Antriebsmotor
ca. 76 %durch Kühlung
des Fluids rück-gewinnbare
Wärmeleistung
ca. 2 %Wärmeabgabe
der Kompressor-anlage an die
Umgebung
ca. 2 %Wärmeleistung, die in der Druck-
luft verbleibt
ca. 15 % durch Kühlung der Druckluft
rückgewinnbare Wärmeleistung
ca. 96 %für Wärmerückgewinnungnutzbare Wärmeleistung
100 %gesamte elektrischeLeistungsaufnahme
25 %Umgebungswärme
25 %Energie-potential Druckluft
Wärme im Kompressor
Ein Schraubenkompressor wandelt die ihm zuge-führte elektrische Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeenergie um. Das Wärmefluss-Diagramm (links) zeigt, wie sich diese Energie im Kompressorsystem verteilt – und wie weit sie sich zurückgewinnen lässt: Etwa 96 Prozent stehen zur Wärmerückgewinnung bereit, zwei Prozent verbleiben als Wärme in der Druckluft und zwei Prozent werden als Strahlungs-wärme abgegeben. Woher aber kommt dann die nutzbare Energie in der Druckluft? Die Antwort ist einfach und vielleicht überraschend: Während der Verdichtung und der Umwandlung elektrischer Antriebsenergie in Wärmeenergie lädt der Kompressor die von ihm angesaugte Luft mit einem Energiepotential auf. Dieses entspricht etwa 25 Prozent der elektrischen Leistungsaufnahme des Kompressors. Nutzbar wird es erst, wenn die Druckluft sich am Ort ihres Verbrauchs wieder ent- spannt und dabei ihrer Umgebung Wärmeenergie entzieht. Je nach Druck- und Leckageverlusten im Druckluftsystem lässt sich mehr oder weniger diese Energie nutzen.
Warum Wärme zurückgewinnen?Eigentlich müsste die Frage lauten: Warum nicht? Schließlich wandelt jeder Schraubenkompressor die ihm zugeführte (elektrische) Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeenergie um. Von dieser Energie lassen sich bis zu 96 % zum Beispiel für Heizzwecke oder zur Warmwassererzeugung zurückgewinnen. Das senkt den Primärenergieverbrauch und verbessert die Gesamtenergiebilanz erheblich.
Spart Geld und schont die Umwelt
für Plattenwärme- tauscher- Systeme
Kompressorgröße
„klein“ „mittel“ „groß“
Kompressortyp SM 15 BSD 83 FSD 471
Nennleistung 9 kW 45 kW 250 kW
Einspar- potentiale pro Jahr bei Heizöl
982 € 6.326 € 33.916 €
3.826 kg CO2
24.644 kg CO2
132.126 kg CO2
Gasheizung294 € bis 56.723 €/Jahr
Wärmerück- gewinnung
bis zu 96%
nutzbare Abwärme
Wärmerückgewinnung
elektrische Leistung
Ölheizung331 € bis 63.888 €/Jahr
► Alle Details zur Berechnung der Einsparpotenziale siehe Seiten 10 und 11.
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4 5
WärmerückgewinnungMinimieren des Primärenergie- verbrauchs beim Heizen
Heizen benachbarter Räume
Beim Nutzen der Abwärme zur Warmluftheizung leiten Luftkanäle die erwärmte Kühlluft gezielt an die Orte, die zu beheizen sind. So lassen sich beispiels-weise Lagerräume oder Werkstätten mit Kompressor-Abwärme beheizen.
Heizen mit Warmluft
Mit der erwärmten Kühlluft des Kompressors lassen sich Räume über Luftkanäle sehr effektiv be- heizen. So lassen sich bis zu 96 Prozent der einem Kompressor zugeführten elektrischen Leistung zur Raum- oder zur Prozessheizung nutzen.
Moderne Schraubenkompressoren in vollgekapselter Bauweise eignen sich hervorragend zur Wärmerück-gewinnung. Insbesondere die direkte Nutzung der Abwärme über ein Luftkanalsystem erschließt das hohe Wiederverwertungspotential von 96 Prozent der eingesetzten Energie. Das gilt unabhängig davon, ob es sich um einen Kompressor mit Fluideinspritzküh-lung oder um einen trocken verdichtenden Schrau-benkompressor handelt.
Alles spricht für Abwärmenutzung
Ein Kompressor wandelt die ihm zugeführte elek-trische Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärme-energie um. Davon stehen bis zu 96 Prozent zur Wär-merückgewinnung bereit. Nutzen Sie dieses Potential!
96%bis zu
als Wärme nutzbar
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6 7
Wärmerückgewinnung
Plattenwärmetauscher PTG
Wo es gilt, mit der Abwärme von Schraubenkom-pressoren Heiz- und Brauchwasser zu erwärmen oder Prozesswärme zu erzeugen, sind hochwertige Plattenwärmetauscher die erste Wahl.
Prozess-, Heiz- und Brauchwasser
Mit den Wärmetauschersystemen PWT lässt sich aus der Kompressorabwärme Warmwasser mit Tempera-turen bis zu 70°C erzeugen. Höhere Temperaturen auf Anfrage.
Wärme in Heizsysteme einspeisen
In Warmwasser-Heizsystemen und Brauchwasseran-lagen lassen sich bis zu 76 Prozent der einem Kom-pressor zugeführten Leistung nutzen. Dies reduziert den Primärenergiebedarf zum Heizen erheblich.
Minimieren des Primärenergieverbrauchs bei Prozess-, Heiz- und Brauchwasser- erwärmung
+70°Cheiß
Warmes Heiz- und Brauchwasser bis zu 70°C, bei Bedarf auch bis zu 90°C, lässt sich mit Wärme-tauscher-Systemen aus der Kompressor-Abwärme erzeugen. Zum herkömmlichen Nutzen der Abwärme zum Erwärmen von Heiz- und Brauchwasser sind die Plattenwärmetauscher-Systeme PTG vorgesehen. Speziell abgesicherte Wärmetauscher kommen zum Einsatz, wenn kein weiterer Wasserkreislauf zwi-schengeschaltet ist, und höchste Anforderungen an die Reinheit des zu erwärmenden Wassers gestellt werden, wie dies zum Beispiel bei Reinigungswasser in der Lebensmittelindustrie der Fall ist.
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98
Jan März April Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezFeb
100 %
Ausstattung
Wärme – nicht nur im Winter notwendig
Dass im Winter geheizt werden muss, versteht sich von selbst. Allerdings ist auch in den Übergangs-Monaten mehr oder weniger Heizleistung erforderlich: Heizenergiebedarf besteht während rund 2000 Stunden im Jahr.
Röhrenwärmetauscher
Für wassergekühlte Anlagen sind je nach vorhandener Wasserqualität wahlweise integrierte Platten- oder Rohrwärmetauscher verfügbar. Unsere Druckluft-Fachleute beraten Sie, welche Ausführung für Ihre spezi-elle Anwendung die richtige Wahl ist.
Warmluft-Wärmerück- gewinnung
Bei allen KAESER-Schraubenkom-pressoren ist der Anschluss von Abluft-kanälen vorgesehen. Die Kanäle werden bauseits montiert. Mit der erwärmten Kühlluft lassen sich Räume beheizen.
Anwendungsgebiete • Trocknungsprozesse • Heizen von Hallen, Gebäuden • Torschleieranlagen • Vorwärmen von Brennerluft
Plattenwärmetauscher-System PTG
Schraubenkompressoren ab der Bau-reihe SM (ab 5,5 kW) lassen sich mit PTG-Systemen ausrüsten. Je nach Größe der Anlage wird das PTG-System in den Kompressor einge-baut oder extern installiert.
Anwendungsgebiete • Einspeisen in Zentralheizungen • Wäschereien • Galvanik • allgemeine Prozesswärme • Reinigungswasser in der Lebensmittelindustrie • Schwimmbeckenaufheizung • Warmwasser für Dusch- und Waschräume
Erforderliche Heizenergie
(%)
Erforderliche Heizenergie im Jahresverlauf
Abb.: Plattenwärmetauscher PTG Abb.: Röhrenwärmetauscher
Abb.: Schema Wärmerückgewinnung
Abb.: Innenaufbau eines ESD-Kompressors – System aus Plattenwärmetauscher, Thermoventil und kompletter Verrohrung
Dusche
Warmwasser- speicher
Wärmetauscher (intern)
luftgekühlter Schraubenkompressor
Warmwasserheizung
KaltwasserWarmwasser
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1110
bei Schrauben-kompressor
bei max. Über-druck
Motor-nenn-
leistung
Maximal verfüg-bare Wärme-
leistung
nutzbare Warmluft-
menge
Kühl-luftauf-heizung
Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential
Heizöl
l
CO2
kg
Heizkosten-Einsparung
€/Jahr
Erdgas
m³
CO2
kg
Heizkosten-Einsparung
€/JahrTyp bar kW kW MJ/h m³/h K (circa)
SX 3SX 4SX 6SX 8
8
2,234
5,5
2,83,54,56,1
10131622
1000100010001300
8111414
4735927611031
1290161420752812
331,-414,-533,-722,-
392490630854
78498012601708
294,-368,-473,-641,-
SM 9SM 12SM 15
85,57,59
6,89,0
11,8
253243
2100101317
114915211994
313341485438
804,-1.065,-1.396,-
95212611653
190425223306
714,-946,-
1.240,-
SK 22SK 25 8 11
1513,216,5
4859
25003000
1617
22312789
60847606
1.562,-1.952,-
18492311
36984622
1.387,-1.733,-
ASK 28ASK 34ASK 40
815
18,522
18,422,826,8
667896
400040005000
141716
311038544530
84811051012353
2.177,-2.698,-3.171,-
257731933754
515463867508
1.933,-2.395,-2.816,-
ASD 35ASD 40ASD 50ASD 60
8,5
18,5222530
20,223,828,334,9
7386
102126
3800380045005400
16191919
4552536363787865
12413146251739321448
3.186,-3.754,-4.465,-5.506,-
3772444452856517
754488881057013034
2.829,-3.333,-3.964,-4.888,-
BSD 65BSD 75BSD 83
8,5303745
35,243,452,0
127156187
650080008000
161620
7932978011718
216312667031955
5.552,-6.846,-8.203,-
657381059711
131461621019422
4.930,-6.079,-7.283,-
CSD 85CSD 105CSD 125
8,5455575
506376
180227274
94009400
10700
162021
112681419717127
307283871546705
7.888,-9.938,-11.989,-
93371176514192
186742353028384
7.003,-8.824,-
10.644,-
CSDX 140CSDX 165 8,5 75
9085
102306367
1100013000
2324
1915522986
5223662683
13.409,-16.090,-
1587319048
3174638096
11.905,-14.286,-
DSD 142DSD 172DSD 202DSD 238
98,58,58,5
7590
110132
8498
124150
302353446540
9000140001400021000
28212721
18930220852794433803
51622602267620392181
13.251,-15.460,-19.561,-23.662,-
15686183012315628011
31372366024631256022
11.765,-13.726,-17.367,-21.008,-
DSDX 243DSDX 302 8,5 132
160148180
533648 21000 21
263335240564
90951110618
23.346,-28.395,-
2763833613
5527667226
20.729,-25.210,-
ESD 352ESD 442 8,5 200
250221254
796914 34000 20
224980357240
135813156093
34.862,-40.068,-
4127047432
8254094864
30.953,-35.574,-
FSD 471FSD 571 8 250
315278341
10011228 40000 21
266264976846
170844209559
43.854,-53.792,-
5191463679
103828127358
38.936,-47.759,-
HSD 651HSD 711HSD 761HSD 831
8,5
360400450500
35384246
127138151164
10000
11111314
79328609946510276
21631234772581128023
5.552,-6.026,-6.626,-7.193,-
6573713478438515
13146142681568617030
4.930,-5.351,-5.882,-6.386,-
bei Schrauben-kompressor
bei max. Über-druck
Motor-nenn-
leistung
Maximal verfügbare
Wärmeleistung
WarmwassermengeAufheizung auf 70 °C
Platzierung des PTG-Systems
Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential
Heizöl
l
CO2-Einsparung
kg
Heizkosten-Einsparung
€/Jahr
Erdgas
m³
CO2-Einsparung
kg
Heizkosten-Einsparung
€/JahrTyp bar kW kW MJ/h(ΔT 25 K)
m³/h(ΔT 55 K)
m³/h int./ext.
SM 9SM 12SM 15
85,57,59
4,66,28,3
172230
0,160,210,29
0,070,100,13
extern777
10481403
211928583826
544,-734,-982,-
6448681162
128817362324
483,-651,-872,-
SK 22SK 25 8 11
159,4
12,03443
0,320,41
0,150,19 extern 1589
202843335530
1.112,-1.420,-
13171681
26343362
988,-1.261,-
ASK 28ASK 34ASK 40
815
18,522
13,616,919,8
496171
0,470,580,68
0,210,260,31
intern229928563347
626977889127
1.609,-1.999,-2.343,-
190523672773
381047345546
1.429,-1.775,-2.080,-
bei Schrauben-kompressor
bei max. Über-druck
Motor-nenn-
leistung
Maximalverfügbare
Wärmeleistung
WarmwassermengeAufheizung auf 70 °C
Platzierung des PTG-Systems
Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential
Heizöl
l
CO2-
kg
Heizkosten-Einsparung
€/Jahr
Erdgas
m³
CO2-
kg
Heizkosten-Einsparung
€/JahrTyp bar kW kW MJ/h(ΔT 25 K)
m³/h(ΔT 55 K)
m³/h int./ext.
ASD 35ASD 40ASD 50ASD 60
8,5
18,5222530
15,218,121,626,6
55657896
0,520,620,740,92
0,240,280,340,42
intern
3425407948685994
9340111231327516346
2.398,-2.855,-3.408,-4.196,-
2838338040344967
5676676080689934
2.129,-2.535,-3.026,-3.725,-
BSD 65BSD 75BSD 83
8,5303745
27,133,540,1
98121144
0,931,151,38
0,420,520,63
intern610775499037
166542058624644
4.275,-5.284,-6.326,-
506162567488
101221251214976
3.796,-4.692,-5.616,-
CSD 85CSD 105CSD 125
8,5455575
38,648,459,0
139174212
1,331,672,03
0,600,760,92
intern8699
1090713296
237222974336258
6.089,-7.635,-9.307,-
7208903811018
144161807622036
5.406,-6.779,-8.264,-
CSDX 140CSDX 165 8,5 75
906679
238284
2,302,70
1,031,24 intern 14873
178034055948549
10.411,-12.462,-
1232514753
2465029506
9.244,-11.065,-
DSD 142DSD 172DSD 202DSD 238
98,58,58,5
7590
110132
667697
118
238274349425
2,302,603,304,10
1,031,191,521,85
intern
14873171272185926592
40559467055960972516
10.411,-11.989,-15.301,-18.614,-
12325141921811422035
24650283843622844070
9.244,-10.644,-13.586,-16.526,-
DSDX 243DSDX 302 8,5 132
160116142
418511
4,004,90
1,822,22 intern 26141
320007128787264
18.299,-22.400,-
2166226517
4332453034
16.247,-19.888,-
ESD 352ESD 442 8,5 200
250172198
619713
5,906,80
2,693,10 intern 38761
44620105701121679
27.133,-31.234,-
3212036975
6424073950
24.090,-27.731,-
FSD 471FSD 571 8 250
315215266
774958
7,409,20
3,374,17 intern 48451
59944132126163467
33.916,-41.961,-
4014949673
8029899346
30.112,-37.255,-
HSD 651HSD 711HSD 761HSD 831
8,5
360400450500
313339372405
1127122013391458
10,8011,7012,8014,00
4,905,315,836,34
intern
70536763958383291269
192352208329228610248891
49.375,-53.477,-58.682,-63.888,-
58450633056946875630
116900126610138936151260
43.838,-47.479,-52.101,-56.723,-
bei Schrauben-kompressor
bei max. Über- druck
Motor- nenn-
leistung
Maximal verfügbare
Wärmeleistung
WarmwassermengeAufheizung auf 70 °C
Platzierung des PTG- Systems
Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential
Heizöl
l
CO2-Einsparung
kg
Heizkosten- Einsparung
€/Jahr
Erdgas
m³
CO2-Einsparung
kg
Heizkosten- Einsparung
€/JahrTyp bar kW kW MJ/h(ΔT 25 K)
m³/h(ΔT 55 K)
m³/h int./ext.
SM 9SM 12SM 15
SK 22SK 25
ASK 28ASK 34ASK 40
Einsparungen durch Plattenwärmetauscher-System PTG
bei Schrauben-kompressor
bei max. Über- druck
Motor- nenn-
leistung
Maximal verfügbare
Wärmeleistung
WarmwassermengeAufheizung auf 70 °C
Platzierung des PTG- Systems
Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential
Heizöl
l
CO2-
kg
Heizkosten- Einsparung
€/Jahr
Erdgas
m³
CO2-
kg
Heizkosten- Einsparung
€/JahrTyp bar kW kW MJ/h(ΔT 25 K)
m³/h(ΔT 55 K)
m³/h int./ext.
ASD 35ASD 40ASD 50ASD 60
BSD 65BSD 75BSD 83
CSD 85CSD 105CSD 125
CSDX 140CSDX 165
DSD 142DSD 172DSD 202DSD 238
DSDX 243DSDX 302
ESD 352ESD 442
FSD 471FSD 571
HSD 651HSD 711HSD 761HSD 831
Einsparungen durch Wärmetauscher-Systeme PTG
Technische Daten
bei Schrauben-kompressor
bei max. Über- druck
Motor- nenn-
leistung
Maximal verfüg- bare Wärme-
leistung
nutzbare Warmluft-
menge
Kühl- luftauf- heizung
Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential
Heizöl
l
CO2
kg
Heizkosten- Einsparung
€/Jahr
Erdgas
m³
CO2
kg
Heizkosten- Einsparung
€/Jahr Typ bar kW kW MJ/h m³/h K (circa)
SX 3SX 4SX 6SX 8
SM 9SM 12SM 15
SK 22SK 25
ASK 28ASK 34ASK 40
ASD 35ASD 40ASD 50ASD 60
BSD 65BSD 75BSD 83
CSD 85CSD 105CSD 125
CSDX 140CSDX 165
DSD 142DSD 172DSD 202DSD 238
DSDX 243DSDX 302
ESD 352ESD 442
FSD 471FSD 571
HSD 651HSD 711HSD 761HSD 831
Einsparungen durch Warmluft-Wärmerückgewinnung
Einspar-Rechenbeispiel für ASD 35
für Heizöl
maximal verfügbare Wärmeleistung: 15,2 kWHeizwert je Liter Heizöl: 9,861 kWh/lWirkungsgrad Heizöl-Heizung: 0,9Preis je Liter Heizöl: 0,70 €/l 1 kW = 1 MJ/h x 3,6 Kosteneinsparung: x 0,70 €/l = 2.398 € pro Jahr15,2 kW x 2000 h
0,9 x 9,861 kWh/l
für Erdgas
maximal verfügbare Wärmeleistung: 15,2 kWHeizwert je m³ Erdgas: 10,2 kWh/m³Wirkungsgrad Erdgas-Heizung: 1,05Preis je m³ Erdgas: 0,75 €/m³ 1 kW = 1 MJ/h x 3,6 Kosteneinsparung: x 0,75 €/m³ = 2.129 € pro Jahr15,2 kW x 2000 h
1,05 x 10,2 kWh/m³
Einspar-Rechenbeispiel für ASD 35
für Heizöl
maximal verfügbare Wärmeleistung: 20,2 kWHeizwert je Liter Heizöl: 9,861 kWh/lWirkungsgrad Heizöl-Heizung: 0,9Preis je Liter Heizöl: 0,70 €/l 1 kW = 1 MJ/h x 3,6 Kosteneinsparung: x 0,70 €/l = 3.186 € pro Jahr20,2 kW x 2000 h
0,9 x 9,861 kWh/l
für Erdgas
maximal verfügbare Wärmeleistung: 20,2 kWHeizwert je m³ Erdgas: 10,2 kWh/m³Wirkungsgrad Erdgas-Heizung: 1,05Preis je m³ Erdgas: 0,75 €/m³ 1 kW = 1 MJ/h x 3,6 Kosteneinsparung: x 0,75 €/m³ = 2.829 € pro Jahr20,2 kW x 2000 h
1,05 x 10,2 kWh/m³
Hinweis: Die Einsparpotenziale beziehen sich auf betriebswarme Kompressoren mit 8 / 8,5 / 9 bar max. Überdruck. Bei anderen Drücken können sich andere Werte ergeben.Hinweis: Die Einsparpotenziale beziehen sich auf betriebswarme Kompressoren mit 8 / 8,5 / 9 bar max. Überdruck. Bei anderen Drücken können sich andere Werte ergeben.
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