Energieeinsparung durch Kompressoren

Aus energetischen Gründen bzw. zum Nutzen einer effizienten Energienutzung ist es sinnvoll, die thermisch gespeicherte Energie in Druckluftanlagen zu nutzen. Die abzuführende Wärmemenge von Kompressoren kann mit relativ geringem Aufwand zu Heizzwecken genutzt werden. So lässt sich bei jedem Kompressorsystem Energie einsparen, allerdings muss mit einem höheren Installationsaufwand gerechnet werden.

Gekapselte Schraubenkompressoren eignen sich zur Wärmerückgewinnung genauso wie Kolbenkompressoren. Während bei zweistufigen Kolbenkompressoren die Hauptwärmemenge je zur Hälfte an Zwischen- und Nachkühler anfällt, wird bei Schraubenkompressoren ca. 72 % der aufgenommenen Energie allein am Ölkühler abgeführt. Über einen Sicherheits- Wärmeübertrager (Thermokoppler) kann mit dem Ölstrom eines Schraubenkompressors ohne Gefahr für die Qualität das Brauchwasser erwärmt werden.

Wärmebilanz einer Kompressorstation
Wird im gewerblichen und industrieellen Bereich Druckluft erzeugt, steigt die Temperatur während des Verdichtungsvorganges der Luft an. Die Höhe der Endtemperatur ist hierbei von der Konstruktion des Kompressors, der Ansaugtemperatur und dem Enddruck abhängig. Um einen Kompressor wirtschaftlich betreiben zu können und um eine qualitativ hochwertige, d.h. kühle Druckluft zu erreichen, muss die Maschine bereits während der Verdichtung gekühlt werden. Durch eine intensive Kühlung wird nicht nur die Druckluft entfeuchtet, sondern auch der Wirkungsgrad des Kompressors erhöht. Die hierfür erforderliche Kühlluft wird entweder aus dem Kompressorraum, oder noch vorteilhafter, von außen angesaugt. In der Regel wird die nach dem Kühlen erwärmte Luft mittels eines Ventilators energetisch ungenutzt wieder ins Freie geleitet. Die in der erwärmten Kühlluft enthaltene Energie sollte jedoch sinnvoll genutzt werden. Die Energiemenge beinhaltet ca. 95 % der dem Kompressor zugeführten elektrischen Energie. Nur ca. 4 % verbleiben als Restwärme innerhalb der Druckluft und werden abgeführt. Die restlichen ca. 1 % gehen an die Umgebungsluft als Wärme verloren.

Zur Aufstellung einer Wärmebilanz darf nicht nur die vom Motor abgegebene Leistung zugrunde gelegt werden, sondern auch, dass der Antriebsmotor elektrische Energie in Wärme umwandelt. Das bedeutet, dass bei der Wärmerückgewinnung zusätzlich die vom Motor aufgenommene Leistung berücksichtigt werden muss.

Für Verbrauchszwecke kann Kaltwasser je nach Bedarf von ca. 10 °C auf ca. 40 °C bis 50 °C erhitzt werden. Ohne Probleme lassen sich auch Wärmeübertrager in den Abluftkanal integrieren, mit deren Hilfe Wasser für ein Zentralheizungssystem zusätzlich, beispielsweise im Niedertemperatursystem, oder Brauchwasser auf ca. 40 °C erwärmen lässt.

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