Abwärme nutzen: Drucklufttechnik hilft beim Energiesparen

Wärmerückgewinnung steht im Fokus der Lösungen von Kaeser. Dabei wird die Abwärme von Kompressoren, Verdichtern und Gebläsen zum Energiesparen genutzt.

Der größte Teil der für Drucklufterzeugung eingesetzten Energie kann durch Wärmerückgewinnung weiterverwendet werden.

Foto: Kaeser

Es ist nicht neu, aber in dieser Zeit wichtiger denn je: durch effiziente Drucklufterzeugung Energie und Kosten zu sparen. Wärmerückgewinnung (WRG) sei dabei ein echter Gamechanger. Auf der Messe präsentiert Kaeser nach eigenen Angaben Kompressorlösungen, die Effizienz auf eine ganz neue Ebene heben.

Das Unternehmen betrachtet Druckluftstationen als komplexe Systeme, bei denen außer dem Kompressor auch die Druckluftaufbereitung, die Abwärmenutzung und die Effizienzüberwachung durch innovative Messtechnik eine entscheidende Rolle spielen.

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Interaktives System für maßgeschneiderte WRG-Lösung

Das Nutzen der Abwärme von Schraubenkompressoren, Nachverdichtern und Gebläsen biete ein nach wie vor oft unterschätztes, großes Potenzial zum Energiesparen. Dabei kombinieren die innovativen Wärmerückgewinnungssysteme laut Kaeser Energieeffizienz und Nachhaltigkeit: Die gewonnene Wärme lässt sich vielseitig nutzen – sei es zur Beheizung von Räumen, zur Warmwasserbereitung oder zur Unterstützung industrieller Prozesse. Kaeser-Systeme seien bedarfsgerecht konzipiert, sodass Betreiber zwischen verschiedenen Temperaturniveaus und Wassermengen wählen können, die optimal zu den jeweiligen Anforderungen passen. Ob für neue Anlagen ab Werk oder als Nachrüstung für bestehende.

Systeme für maximale Flexibilität

Auf der Messe in Hannover zeigt das Unternehmen ein interaktives System, das die Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung veranschaulicht. Anhand eines Modells, das aus einem Kompressor und einem Kundensystem besteht, werden die potenziellen Wärmerückgewinnungspotenziale aufgezeigt.

Messtechnik für intelligente Steuerung

Damit die Steuerung der Station so effizient, nachhaltig und wirtschaftlich wie möglich ist, sind moderne Anlagen mit innovativer Messtechnik der neusten Generation ausgestattet, die die aktuellen Daten erfassen und die Station optimal anhand der gewonnenen Werte regeln, heißt es weiter.

Hybrides Modell für verschiedene Druckluftanwendungen

Ein weiteres Highlight ist den Angaben zufolge ein hybrides Modell bestehend aus einer Miniatur Kompressorstation in Kombination mit 3D-animierten Druckluftanwendungen. Dieses Hybridmodell demonstriert die Vielseitigkeit und Effizienz von Kaeser-Lösungen für unterschiedlichste Druckluft- und Gebläseanwendungen.

Hintergrund: Wärmerückgewinnung

Wie Kaeser ausführt, werden 100 % der einem Kompressor zugeführten Antriebsenergie in Wärme umgewandelt. Bis zu 96 % der Kompressorantriebsenergie stehen als Wärme zur Zweitnutzung bereit.

Für eine möglichst umfassende Rückgewinnung und weitere Nutzung dieser Energie sind luft- und fluidgekühlte Schraubenkompressoren hervorragend geeignet, führt Kaeser aus. Bei ihnen finden sich ca. 76 % der eingesetzten Energie als Wärme im Kühlfluid und werden diesem im Fluidnachkühler entzogen. Weitere 15 % dieser Energie können als Wärme über den Druckluftnachkühler zurückgewonnen werden. Bis zu 5 % gibt der Elektromotor als Wärmeverlust ab. Vollgekapselte Schraubenkompressoren ermöglichen es sogar, selbst diesen Energieanteil mit gezielter Kühlung zurückzugewinnen. Damit stehen bis zu 96 % der ursprünglich zugeführten Antriebsenergie zur Zweitnutzung bereit. Nur ca. 2 % gehen durch Wärmestrahlung verloren und ca. 2 % verbleiben als Wärme in der Druckluft.

Am einfachsten und effizientesten sei es, die vom Kompressor erwärmte Kühlluft direkt zu nutzen. Dabei leitet ein Luftkanalsystem die Warmluft in benachbarte Lagerräume oder Werkstätten. Besteht kein Heizluftbedarf, dann 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. Außer 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, so Kaeser weiter.

100 % der elektrischen Leistungsaufnahme eines Kompressors werden in Wärme umgewandelt. Davon stehen bei fluidgekühlten Schraubenkompressoren bis zu 96 % zur Zweitnutzung bereit. Grafik: Kaeser

Natürlich lässt sich die Kompressorabwärme auch in vorhandene Warmwasser-Heizsysteme und Brauchwasseranlagen einspeisen, heißt es weiter. Am kostengünstigsten geschehe dies mit einem Plattenwärmetauscher. 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 Sicherheits- oder Plattenwärmetauscher zum Einsatz. So seien ohne zusätzlichen Energieaufwand etwa 70 % bis 80 % der installierten Kompressorleistung wärmetechnisch nutzbar. Diese Variante der Wärmerückgewinnung ist auch mit primär wassergekühlten Schraubenkompressoren möglich.

Kaeser setzt, so heißt es weiter, auf einen ganzheitlichen Ansatz, der nicht nur die Effizienz der Drucklufterzeugung, sondern auch die Nutzung von Abwärme und die Überwachung der Druckluftstationen umfasst. Dies trägt zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Druckluftversorgung bei.

Kaeser auf der Hannover Messe 2025: Halle 12, Stand B14

Quelle: Kaeser

Ein Beitrag von:

Udo Schnell

Chefredakteur Konstruktion

Fachthemen: Antriebstechnik, Automatisierung, Maschinenelemente, Fluidtechnik, CAD, Digitalisierung, Produktentwicklung, Werkstoffe