Wärmerückgewinnung für Warmluft- und Warmwasser- … · 2014. 6. 30. · 6 7 Wärmerückgewinnung Plattenwärmetauscher PTG Wo es gilt, mit der Abwärme von Schraubenkom-pressoren

www.kaeser.com

Wärmerückgewinnung für Warmluft- und Warmwasser-anwendungen

www.kaeser.com

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.

www.kaeser.com

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 beheizen. 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

www.kaeser.com

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.

www.kaeser.com

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

www.kaeser.com

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


€/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,-



Motor-nenn-

leistung

Maximal verfügbare

Wärmeleistung

WarmwassermengeAufheizung auf 70 °C

Platzierung des PTG-Systems


Heizöl

l

CO2-Einsparung

kg


€/Jahr

Erdgas

m³

CO2-Einsparung

kg


€/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,-



Motor-nenn-

leistung

Maximalverfügbare

Wärmeleistung


Platzierung des PTG-Systems


Heizöl

l

CO2-

kg


€/Jahr

Erdgas

m³

CO2-

kg



m³/h(ΔT 55 K)

m³/h int./ext.


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,-


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,-


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,-


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 max. Über- druck

Motor- nenn-

leistung

Maximal verfügbare

Wärmeleistung


Platzierung des PTG- Systems


Heizöl

l

CO2-Einsparung

kg

Heizkosten- Einsparung

€/Jahr

Erdgas

m³

CO2-Einsparung

kg



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



Motor- nenn-

leistung

Maximal verfügbare

Wärmeleistung


Platzierung des PTG- Systems


Heizöl

l

CO2-

kg


€/Jahr

Erdgas

m³

CO2-

kg



m³/h(ΔT 55 K)

m³/h int./ext.


BSD 65BSD 75BSD 83


CSDX 140CSDX 165


DSDX 243DSDX 302

ESD 352ESD 442

FSD 471FSD 571


Einsparungen durch Wärmetauscher-Systeme PTG

Technische Daten



Motor- nenn-

leistung

Maximal verfüg- bare Wärme-

leistung

nutzbare Warmluft-

menge

Kühl- luftauf- heizung


Heizöl

l

CO2

kg


€/Jahr

Erdgas

m³

CO2

kg


€/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


BSD 65BSD 75BSD 83


CSDX 140CSDX 165


DSDX 243DSDX 302

ESD 352ESD 442

FSD 471FSD 571


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.

Eins

parp

oten

zial b

ei 1

500

h

Eins

parp

oten

zial b

ei 1

500

h

Eins

parp

oten

zial b

ei 2

000

h

Eins

parp

oten

zial b

ei 2

000

h

Eins

parp

oten

zial b

ei 1

500

h

Eins

parp

oten

zial b

ei 1

500

h

Eins

parp

oten

zial b

ei 2

000

h

Eins

parp

oten

zial b

ei 2

000

h

KAESER KOMPRESSOREN SE

Auf der ganzen Welt zu HauseAls einer der größten Kompressorenhersteller und Druckluft-Systemanbieter ist KAESER KOMPRESSOREN weltweit präsent:

In mehr als 100 Ländern gewährleisten Niederlassungen und Partnerfi rmen, dass Anwender hochmoderne, effi ziente und zuverlässige Druckluftanlagen nutzen können.

Erfahrene Fachberater und Ingenieure bieten umfassende Beratung und entwickeln individuelle, energieeffi ziente Lösungen für alle Einsatzgebiete der Druckluft. Das globale Computer-Netzwerk der internationalen KAESER-Firmengruppe macht das Know-how dieses System anbieters allen Kunden rund um den Erdball zugänglich.

Die hochqualifi zierte, global vernetzte Vertriebs- und Service-Organisation sichert weltweit höchstmögliche Verfügbarkeit aller KAESER-Produkte und -Dienstleistungen.

www.kaeser.com

P-64

5D.2

1/14

Tec

hnisc

he Ä

nder

unge

n vo

rbeh

alte

n!

Documents

Wärmerückgewinnung für Warmluft- und Warmwasser- … · 2014. 6. 30. · 6 7 Wärmerückgewinnung Plattenwärmetauscher PTG Wo es gilt, mit der Abwärme von Schraubenkom-pressoren