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Wärmerückgewinnung Serie PTG, SWT www.kaeser.com

Wärmerückgewinnung Serie PTG, SWT · 2014. 4. 23. · dsd 172 dsd 202 dsd 238 75 90 110 132 84 98 124 151 302 353 446 544 9000 14000 14000 21000 28 21 27 22 18930 22085 27944 34029

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Wärmerückgewinnung Serie PTG, SWT

www.kaeser.com

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für Plattenwärme- tauscher- Systeme

Kompressorgröße

„klein“ „mittel“ „groß“

Kompressortyp SM 15 BSD 81 FSD 471

Nennleistung 9 kW 45 kW 250 kW

Einspar- potentiale pro Jahr bei Heizöl

842 € 5.530 € 29.476 €

3.826 kg CO2

25.135 kg CO2

133.969 kg CO2

► Alle Details zur Berechnung der Einsparpotenziale siehe Seiten 6 und 7.

Wärme rückgewinnen senkt Kosten und schont die Umwelt

Mit jedem Schraubenkompressor können bis zu 96 Prozent der entstehenden Abwärme genutzt werden. Jeder eingesparte Liter Heizöl bedeutet 2,727 kg weniger CO2-Emission, schont natür-liche Ressourcen und trägt zum Klimaschutz bei. Bei den heutigen Energiepreisen beträgt der Amortisationszeitraum für Wärmerückgewinnungs- systeme ca. 1/2 bis 2 Jahre (bezogen auf Plattenwärmetauscher zur Wärmeeinspeisung in Heiz- systeme). Auch die Betreiber bestehender Kompressorstationen können davon profitieren: Warm-luftnutzung ist durch den Anbau von Kanälen auch an älteren KAESER-Schraubenkompressoren möglich. Platten- und Sicherheitswärmetauscher bauen wir als Option bei neuen Schraubenkom-pressoren (ab 18,5 kW) ein. Für ältere Modelle bieten wir angepasste Nachrüst-Kits an.

Warum Wärmerückgewinnung?

Eigentlich müsste die Frage lauten: Warum keine Wärmerückgewinnung? Schließlich wandelt jeder Schraubenkompressor die ihm zugeführte Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeenergie um. Rund 2 Prozent dieser Energie verbleiben in der erzeugten Druckluft und etwa 2 Prozent strahlt die Kompressoranlage als Wärme an die Umgebung ab. Das heißt, 96 Prozent der für die Drucklufterzeugung aufge- wandten Energie stehen an den Kühlern zur Zweitnutzung bereit – angesichts der Energiepreis-Entwicklung ein stetig wertvoller werdendes Kapital, das sich mit Wärmerückgewinnungsanlagen von KAESER KOMPRESSOREN ausgezeichnet verzinst.

spart Geld und schont die Umwelt

Wärmerückgewinnung

Ein Blick auf die Gesamtkosten (Lebenszykluskosten) eines Druckluft-systems zeigt: Den Löwenanteil beanspruchen die Aufwendungen für Energie. Selbst bei optimierten Systemen beträgt er noch mindestens 70 Prozent. Durch Nutzen der Kompressorenabwärme mittels Wärme-rückgewinnung kann ein Großteil dieser Kosten eingespart werden. So ist es möglich, das Betriebsbudget jährlich um Tausende Euro und die Umwelt um viele Tonnen CO2-Emissionen zu entlasten.

Zusätzlich Kosten einsparen und die Umwelt entlasten mit Wärmerückgewinnung

Energiekostenanteil

mögliches Energie- kosten-Einsparpotenzial

Investition Druckluftstation

Wartungskostenanteil

mögliche Energiekosten-Einsparung durch Wärmerückgewinnung

Energiekosten-Einsparung durch technische Optimierung

Geld sparen – trotz steigender Energiepreise

Die langfristige Entwicklung des Heizölpreises zeigt steil nach oben – mit entsprechenden Auswirkungen auf andere Energiepreise. Diesem Trend können Sie nachhaltig ent- gegenwirken: Senken Sie Ihre Energiekosten mit Wärmerück- gewinnung in Ihrer Kompressorstation.

Wärme in Heizsysteme einspeisen

In vorhandenen Warmwasser-Heiz- systemen und Brauchwasseranlagen lassen sich bis zu 76 Prozent der einem Kompressor ursprünglich zugeführten Leistung nutzen. Dies reduziert den Primärenergiebedarf zum Heizen erheblich.

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 zum Heizen oder prozesstechnisch nutzen.

Ölheizung284 € bis 54.761 €/Jahr

Gasheizung280 € bis 54.000 €/Jahr

Wärmerück- gewinnung

96% nutzbare Abwärme

elektrische Leistung

Wieviel Sie einsparen können, finden Sie auf den Seiten 6 und 7.

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Warmluft- WärmerückgewinnungBeim Nutzen der Abwärme zur Warmluftheizung leiten Luftkanäle die erwärmte Kühlluft dorthin, wo etwas zu beheizen ist. So lassen sich Lagerräume oder Werkstätten mit Kom- pressor-Abwärme beheizen. Besteht kein Heizluftbedarf, wird die Abwärme mit einer Klappe ins Freie geleitet. Thermostatisch gesteuerte, motorisierte Klappen können mit dosierten Warmluft- (Teil-)Strömen die Temperatur in den Räumen konstant halten.

Sicherheitswärmetauscher-System SWT

Sicherheitwärmetauscher verhindern das Vermischen von Wasser und Kühlfluid.

Plattenwärmetauscher-System PTG

Die preisgünstige Lösung, um die Abwärme von Schraubenkompressoren zu nutzen.

Wärmetauscher-Systeme Warmes Heiz- und Brauchwasser bis zu 70°C, bei Be- darf auch bis zu 90°C, lässt sich mit Wärmetauscher-Systemen PTG oder SWT aus der Kompressor-Abwärme erzeugen. Zum herkömmlichen Nutzen der Abwärme zum Erwär-men von Heiz- und Brauchwasser sind die Plattenwärme-tauscher-Systeme PTG vorgesehen. SWT-Sicherheitswärmetauscher sind empfehlenswert, wenn kein weiterer Wasserkreislauf zwischengeschaltet ist und höchste Anforderungen an die Reinheit des zu erwärmenden Wassers gestellt werden.

Sinnvoll kühlen Moderne Schraubenkompressoren in vollgekapselter Bauweise eignen sich hervorragend für Wärmerückgewinnung. Insbesondere die direkte Nutzung der Abwärme über ein Luftkanalsystem erschließt ein hohes Einsparpotential von 96 Prozent der eingesetzten Energie. Das gilt unabhängig davon, ob es sich um einen Kompressor mit Fluideinspritz-kühlung oder um einen trockenverdichtenden Schraubenkompressor handelt.

Aber auch das Einspeisen der Kompressor-Abwärme in Warmwasser-Heizsysteme und Brauchwasseranlagen lohnt sich: Immerhin lassen sich damit über 70 Prozent der instal-lierten Kompressorleistung wärmetechnisch nutzen, und zwar ohne zusätzlichen Energie-aufwand. Anders als bei fluidgekühlten Schraubenkom-pressoren ist diese Art der Wärmerückgewin-nung bei trockenverdichtenden Schrauben-kompressoren nur möglich, wenn diese primär wassergekühlt sind.

Wärme in Heizungssysteme einspeisen

Installation von Abluftkanälen

Abluftkanal zum Heizen benachbarter Räume

• Lebensmittelindustrie • Trinkwassererwärmung • Chemie- und Pharma- industrie • Kantinen und Groß- küchen

Anwendungsgebiete:

• Einspeisen in Zentralheizungen • Wäschereien • Galvanik • allgemeine Prozess- wärme

Anwendungsgebiete:

Anwendungsgebiete:

• Voll- oder Zusatzheizung für Betriebsräume oder Lagerhallen • Unterstützen von Trocknungsprozessen nach Lackier- und Waschvorgängen • Aufbau von Warmluftschleusen • Vorwärmen der Verbrennungsluft von Ölbrennern

Wärmefluss-Diagramm Ein Kompressor wandelt die ihm zugeführte elektri-sche Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeen- ergie um. Das Wärmefluss-Diagramm (rechts) zeigt, wie sich diese Energie im Kompressorsystem verteilt – und wie weit sie sich zurückgewinnen lässt: 96 Prozent stehen zur Wärmerückgewinnung bereit, zwei Prozent verbleiben als Wärme in der Druckluft und zwei Prozent werden als Strahlungswärme abge-geben. 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 Komprerssors. 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 dieser Energie nutzen.

Nutzbare Kühlluft bei einem Schraubenkompressor

Wärmefluss-Diagramm

ca. 96 % für Wärmerückgewinnung nutzbare Wärmeleistung

ca. 15 % durch Kühlung der Druckluft

rückgewinnbare Wärmeleistung

ca. 2 % Wärmeleistung, die in der Druckluft ver-

bleibt

ca. 2 % Wärmeabgabe

der Kompressoranlage an die Umgebung

100 % gesamte elektrische Leistungsaufnahme

ca. 76 % durch Kühlung

des Fluids rück- gewinnbare

Wärmeleistung

ca. 5 % Abwärme vom Antriebsmotor

25 % Umgebungswärme

25 % Energie- potential Druckluft

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Warmluft- WärmerückgewinnungBeim Nutzen der Abwärme zur Warmluftheizung leiten Luftkanäle die erwärmte Kühlluft dorthin, wo etwas zu beheizen ist. So lassen sich Lagerräume oder Werkstätten mit Kom- pressor-Abwärme beheizen. Besteht kein Heizluftbedarf, wird die Abwärme mit einer Klappe ins Freie geleitet. Thermostatisch gesteuerte, motorisierte Klappen können mit dosierten Warmluft- (Teil-)Strömen die Temperatur in den Räumen konstant halten.

Sicherheitswärmetauscher-System SWT

Sicherheitwärmetauscher verhindern das Vermischen von Wasser und Kühlfluid.

Plattenwärmetauscher-System PTG

Die preisgünstige Lösung, um die Abwärme von Schraubenkompressoren zu nutzen.

Wärmetauscher-Systeme Warmes Heiz- und Brauchwasser bis zu 70°C, bei Be- darf auch bis zu 90°C, lässt sich mit Wärmetauscher-Systemen PTG oder SWT aus der Kompressor-Abwärme erzeugen. Zum herkömmlichen Nutzen der Abwärme zum Erwär-men von Heiz- und Brauchwasser sind die Plattenwärme-tauscher-Systeme PTG vorgesehen. SWT-Sicherheitswärmetauscher sind empfehlenswert, wenn kein weiterer Wasserkreislauf zwischengeschaltet ist und höchste Anforderungen an die Reinheit des zu erwärmenden Wassers gestellt werden.

Sinnvoll kühlen Moderne Schraubenkompressoren in vollgekapselter Bauweise eignen sich hervorragend für Wärmerückgewinnung. Insbesondere die direkte Nutzung der Abwärme über ein Luftkanalsystem erschließt ein hohes Einsparpotential von 96 Prozent der eingesetzten Energie. Das gilt unabhängig davon, ob es sich um einen Kompressor mit Fluideinspritz-kühlung oder um einen trockenverdichtenden Schraubenkompressor handelt.

Aber auch das Einspeisen der Kompressor-Abwärme in Warmwasser-Heizsysteme und Brauchwasseranlagen lohnt sich: Immerhin lassen sich damit über 70 Prozent der instal-lierten Kompressorleistung wärmetechnisch nutzen, und zwar ohne zusätzlichen Energie-aufwand. Anders als bei fluidgekühlten Schraubenkom-pressoren ist diese Art der Wärmerückgewin-nung bei trockenverdichtenden Schrauben-kompressoren nur möglich, wenn diese primär wassergekühlt sind.

Wärme in Heizungssysteme einspeisen

Installation von Abluftkanälen

Abluftkanal zum Heizen benachbarter Räume

• Lebensmittelindustrie • Trinkwassererwärmung • Chemie- und Pharma- industrie • Kantinen und Groß- küchen

Anwendungsgebiete:

• Einspeisen in Zentralheizungen • Wäschereien • Galvanik • allgemeine Prozess- wärme

Anwendungsgebiete:

Anwendungsgebiete:

• Voll- oder Zusatzheizung für Betriebsräume oder Lagerhallen • Unterstützen von Trocknungsprozessen nach Lackier- und Waschvorgängen • Aufbau von Warmluftschleusen • Vorwärmen der Verbrennungsluft von Ölbrennern

Wärmefluss-Diagramm Ein Kompressor wandelt die ihm zugeführte elektri-sche Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeen- ergie um. Das Wärmefluss-Diagramm (rechts) zeigt, wie sich diese Energie im Kompressorsystem verteilt – und wie weit sie sich zurückgewinnen lässt: 96 Prozent stehen zur Wärmerückgewinnung bereit, zwei Prozent verbleiben als Wärme in der Druckluft und zwei Prozent werden als Strahlungswärme abge-geben. 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 Komprerssors. 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 dieser Energie nutzen.

Nutzbare Kühlluft bei einem Schraubenkompressor

Wärmefluss-Diagramm

ca. 96 % für Wärmerückgewinnung nutzbare Wärmeleistung

ca. 15 % durch Kühlung der Druckluft

rückgewinnbare Wärmeleistung

ca. 2 % Wärmeleistung, die in der Druckluft ver-

bleibt

ca. 2 % Wärmeabgabe

der Kompressoranlage an die Umgebung

100 % gesamte elektrische Leistungsaufnahme

ca. 76 % durch Kühlung

des Fluids rück- gewinnbare

Wärmeleistung

ca. 5 % Abwärme vom Antriebsmotor

25 % Umgebungswärme

25 % Energie- potential Druckluft

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SX 3SX 4SX 6SX 8

2,234

5,5

2,83,64,56,1

10131622

1000100010001300

8111414

4736087611031

1290165820752812

284,-365,-457,-619,-

400514643871

800102812861742

280,-360,-450,-610,-

SM 9SM 12SM 15

5,57,59

6,89,1

11,8

253343

2100101317

114915381994

313341945438

689,-923,-

1.196,-

97113001686

194226003372

680,-910,-

1.180,-SK 22SK 25

1115

13,216,5

4859

25003000

1617

22312789

60847606

1.339,-1.673,-

18862375

37724714

1.320,-1.650,-

ASK 27ASK 32ASK 35

1518,522

18,021,824,9

657890

300035004000

181919

304236854208

82961004911475

1.825,-2.211,-2.525,-

257131143557

514262287114

1.800,-2.180,-2.490,-

ASD 32ASD 37ASD 47ASD 57

18,5222530

20,824,729,735,6

7589

107128

3800380045005400

16202020

4687556666938023

12781151781825221879

2.812,-3.340,-4.016,-4.814,-

3962470556576781

792494101131413562

2.773,-3.294,-3.960,-4.747,-

BSD 62BSD 72BSD 81

303745

35,143,253

126156191

8000131620

7910973511944

215712654732571

4.746,-5.841,-7.166,-

6686822910095

133721645820190

4.680,-5.760,-7.067,-

CSD 82CSD 102CSD 122

455575

526476

187230274

94009400

10700

172021

117181442317127

319553933246705

7.031,-8.654,-10.276,-

99051219014476

198102438028952

6.934,-8.533,-10.133,-

CSDX 137CSDX 162

7590

87103

313371 13000 20

241960623212

5346663299

11.764,-13.927,-

1657119619

3314239238

11.600,-13.733,-

DSD 142DSD 172DSD 202DSD 238

7590110132

8498

124151

302353446544

9000140001400021000

28212722

18930220852794434029

51622602267620392797

11.358,-13.251,-16.766,-20.417,-

16000186672361928762

32000373344723857524

11.200,-13.067,-16.533,-20.133,-

DSDX 243DSDX 302

132160

149180

536648 21000 21

263357840564

91567110618

20.147,-24.338,-

2838134286

5676268572

19.867,-24.000,-

ESD 251ESD 301ESD 351ESD 361ESD 441

132160200200250

140182225214247

504655810770889

2100023000270002700034000

2024252422

3155041015507054822655663

86037111848138273131512151793

18.930,-24.609,-30.423,-28.936,-33.398,-

2666734667428574076247048

5333469334857148152494096

18.667,-24.267,-30.000,-28.533,-32.934,-

FSD 471FSD 571

250315

282342

10151231 40000 21

266355077071

173301210173

38.130,-46.243,-

5371465143

107428130286

37.600,-45.600,-

HSD 651HSD 711HSD 761HSD 831

360400450500

35384246

127138151164

10000

11111314

79328609946510276

21631234772581128023

4.759,-5.165,-5.679,-6.166,-

6705727680008686

13410145521600017372

4.694,-5.093,-5.600,-6.080,-

SM 9SM 12SM 15

5,57,59

4,66,28,3

172230

0,160,210,29

0,070,100,13

extern777

10481403

211928583826

466,-629,-842,-

6578861186

131417722372

460,-620,-830,-

SK 22SK 25

1115

9,412,0

3443

0,320,41

0,150,19 extern 1589

202843335530

953,-1.217,-

13431714

26863428

940,-1.200,-

ASK 27ASK 32ASK 35

1518,522

13,015,817,8

475764

0,450,540,61

0,200,250,28

extern219726703008

599172818203

1.318,-1.602,-1.805,-

185722572543

371445145086

1.300,-1.580,-1.780,-

Einspar-Rechenbeispiel für ASD 32

Einsparungen durch Warmluft-Wärmerückgewinnung

Wärme – nicht nur im Winter notwendig

Klar ist, dass im Winter geheizt werden muss. Zusätzlich ist in den Übergangsmonaten mehr oder weniger Heizleistung erforderlich: an ca. 2000 Stunden im Jahr wird Heizenergie benötigt.

Einsparungen im Detail

Warmluft-Wärmerückgewinnung

Bei allen KAESER-Schraubenkompressoren ist der Anschluss von Abluftkanälen vorgesehen. Die Kanäle werden bauseits montiert. Mit der erwärmten Kühlluft lassen sich Räume beheizen.

Plattenwärmetauscher-System PTG

Schraubenkompressoren ab der Baureihe SM (ab 5,5 kW) lassen sich mit PTG-Systemen ausrüsten. Je nach Größe der Anlage wird das PTG-System in den Kompressor ein-gebaut oder extern installiert.

Sicherheitswärmetauscher-System SWT

Ab der Schraubenkompressoren-Baureihe ASD sind auch Sicherheitswärmetauscher-Systeme lieferbar. Der SWT-Wärmetauscher wird immer außerhalb des Schraubenkompressors platziert.

bei Schrauben-kompressor

Motor- nenn-

leistung

Maximal verfüg- bare Wärme-

leistung

nutzbare Warmluft-

menge

Kühl- luftauf- heizung

Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential

Heizöl

l

CO2- Einsparung

kg

Heizkosten- Einsparung

€/Jahr

Erdgas

CO2- Einsparung

kg

Heizkosten- Einsparung

€/Jahr Typ kW kW MJ/h m³/h K (circa)

bei Schrauben-kompressor

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

CO2-Einsparung

kg

Heizkosten- Einsparung

€/JahrTyp kW kW MJ/h(ΔT 25 °C)

m³/h(ΔT 55 °C)

m³/h int./ext.

Einsparungen durch Plattenwärmetauscher-System PTG

für Heizöl für Erdgas

erforderliche Heizenergie

(%)

Jan März April Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezFeb

100 %

erforderliche Heizenergie im Jahresverlauf

15,8 kW x 2000 h 0,9 x 9,861 kWh/l

maximal verfügbare Wärmeleistung: 15,8 kWHeizwert je Liter Heizöl: 9,861 kWh/lWirkungsgrad Heizöl-Heizung: 0,9Preis je Liter Heizöl: 0,60 €/l 1 kW = 1 MJ/h x 3,6

maximal verfügbare Wärmeleistung: 15,8 kWHeizwert je m³ Erdgas: 10 kWh/m³Wirkungsgrad Erdgas-Heizung: 1,05Preis je m³ Erdgas: 0,70 €/m³ 1 kW = 1 MJ/h x 3,6

Kosteneinsparung: x 0,60 €/l = 2.137 € 15,8 kW x 2000 h 1,05 x 10 kWh/m³Kosteneinsparung: x 0,70 €/m³ = 2.107 €

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

ASD 32ASD 37ASD 47ASD 57

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0,250,290,350,43

intern extern

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119

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intern extern

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DSDX 243DSDX 302

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4,904,765,315,835,536,346,23

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41.733,-40.534,-45.200,-49.600,-47.067,-54.000,-53.067,-

Einsparungen durch Wärmetauscher-Systeme PTG und SWT

bei Schrauben-kompressor

Motor- nenn-

leistung

Maximal verfügbare

Wärmeleistung

WarmwassermengeAufheizung auf 70 °C

Platzierung des PTG- Systems

Platzierung des SWT- Systems

Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential

Heizöl

l

CO2-Einsparung

kg

Heizkosten- Einsparung

€/Jahr

Erdgas

CO2-Einsparung

kg

Heizkosten- Einsparung

€/JahrTyp kW kW MJ/h(ΔT 25 °C)

m³/h(ΔT 55 °C)

m³/h int./ext. int./ext.

Eins

parp

oten

zial b

ei 2

000

h

Eins

parp

oten

zial b

ei 2

000

h

6 7

Page 6: Wärmerückgewinnung Serie PTG, SWT · 2014. 4. 23. · dsd 172 dsd 202 dsd 238 75 90 110 132 84 98 124 151 302 353 446 544 9000 14000 14000 21000 28 21 27 22 18930 22085 27944 34029

KAESER – auf der ganzen Welt zu HauseAls einer der größten Kompressorenhersteller und Druckluft-Systemanbieter ist KAESER KOMPRESSOREN weltweit präsent: In 90 Ländern gewährleisten Niederlassungen und Partnerfi rmen, dass Anwender hochmoderne, effi ziente und zuverlässige Druckluft-Anlagen 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 Systemanbieters allen Kunden rund um den Erdball zugänglich.

Zudem sichert die hochqualifi zierte, ebenfalls global vernetzte Service-Organisation weltweit höchstmögliche Verfügbarkeit aller KAESER-Produkte.

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