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Wärmerückgewinnung mit Kompressoren:
Verdichtungsenergie noch einmal nutzen

Mit einer Wärmerückgewinnung können Sie die Betriebskosten einer Kompressorstation drastisch senken und viel Geld sparen. Denn ein Großteil der für die Drucklufterzeugung eingesetzten Energie wird in Verdichtungswärme umgewandelt, die sich wieder nutzen lässt. Bis zu 94 Prozent der entstehenden thermischen Energie lassen sich mit einer Wärmerückgewinnung wieder hereinholen. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Wärme im eigenen Betrieb zu nutzen: für die Heizung von Betriebsräumen, die Erwärmung von Brauchwasser oder für industrielle Prozesse.

ER, Energy Recovery, Energy Efficiency

Beim Verdichten von Luft wird sehr viel Wärme erzeugt, die abgeführt werden muss, damit der Kompressor nicht überhitzt und die Druckluft abkühlt, bevor sie die Verbraucher erreicht. Bei Druckluftanlagen ohne Energierückgewinnung geht diese Wärme verloren. Die aufgewärmte Kühlluft wird durch Abluftkanäle in die Atmosphäre abgeblasen, erwärmtes Kühlwasser bleibt ungenutzt. Wie viel Energie durch den Einsatz eines Wärmerückgewinnungssystems eingespart werden kann, hängt von mehreren Faktoren ab: unter anderem von den Kompressoren, der Art ihrer Kühlung, dem Druckluftsystem und den Möglichkeiten, die Wärme im Betrieb zu nutzen.

Welche Möglichkeiten der
Wärmerückgewinnung bei Kompressoren gibt es?

Bei luftgekühlten Kompressoren kann die warme Abluft etwa zur Beheizung eines Gebäudes genutzt werden. Diese Art der Energierückgewinnung ist kostengünstig und einfach zu realisieren. Sie lohnt sich schon bei kleineren Kompressoren.
Etwas mehr Aufwand erfordert die Wärmerückgewinnung aus wassergekühlten Kompressoren. Diese Art der Energierückgewinnung lohnt sich bei Kompressoren mit einer Antriebsleistung von mehr als 10 Kilowatt. Im Gegensatz zur Abluftnutzung werden hier zusätzliche Systemteile wie Pumpen, Wärmetauscher und Regelventile benötigt. Mit der aus dem Kühlwasser gewonnenen Wärme kann Heißwasser von bis zu 90 °C erzeugt und etwa für industrielle Reinigungsprozesse oder andere Anwendungen genutzt werden, die heißes Wasser benötigen.
Die meisten Kompressoren von Atlas Copco verfügen schon ab Werk über einen internen Wärmetauscher, mit dem sie für den Anschluss an eine Wärmerückgewinnung vorbereitet sind. Oft können solche Systeme aber auch wirtschaftlich und mit wenig Aufwand nachgerüstet werden. Die Investition in ein Energierückgewinnungssystem rechnet sich durch die eingesparten Energiekosten oft innerhalb kurzer Zeit.

Wie lässt sich die Wärme aus der Druckluftstation effizient nutzen?

Die einfachste Form der Wärmerückgewinnung ist es, die erwärmte Kühlluft aus den Kompressoren in die Umgebung abzublasen, um diese damit zu heizen. So nutzt beispielsweise die Brauerei Püls Bräu in Weismain die Abwärme ihrer drehzahlgeregelten ZT-Doppeldrehzahn-Kompressoren von Atlas Copco: Das Unternehmen hat die Maschinen zentral in der Lagerhalle für die abgefüllten Flaschen positioniert, so dass die Abwärme die Luft in der Halle aufwärmt und so die feuchten Etiketten vor Auslieferung der Flaschen trocknet. Die Story können Sie hier nachlesen – oder schauen Sie sich in einem kurzen Video an, welche Erfahrungen der Brauereiinhaber gemacht hat.

Anwenderbeispiel Wärmerückgewinnung in der Getränkeindustrie

Auch der Blechverarbeiter Prevent TWB nutzt seine fünf öleingespritzten Schraubenkompressoren von Atlas Copco doppelt zur Wärmeerzeugung. Wenn im Winter die Temperatur in der Produktionshalle fällt, wird die warme Abluft der Kompressoren von der Station über Leitungen in die Halle und weitere Räumlichkeiten eingebracht. Wird sie nicht benötigt, öffnen sich Klappen im Kompressorenraum, um die warme Luft nach draußen abzublasen. Die Wärme des Kompressoren-Kühlwassers verwendet Prevent TWB in der Produktion, um in der Lackieranlage das KTL-Bad aufzuheizen (KTL = kathodische Tauchlackierung).
Typische Beispiele zur Rückgewinnung und Nutzung der Verdichtungswärme:

Best-Practice-Beispiele
für Wärmerückgewinnung aus verschiedenen Branchen

Kosmetikhersteller Beromin

Beromin speist die Wärme der Atlas-Copco-Kompressoren in einen Warmwasserspeicher und macht sie so für Spülprozesse in der Fertigung nutzbar. Zudem wird mit der Kompressionswärme die Heizung in der Verwaltung unterstützt.

Apollo Optik

Das Unternehmen hat alle neuen Kompressoren mit integrierter Wärmerückgewinnung bestellt. Über die Plattenwärmetauscher erhält Apollo im Sekundärkreislauf etwa 70 °C heißes Wasser, das es in den Rücklauf des Heizungssystems einspeist.

Baustoffehersteller Schomburg

Beim Baustoffehersteller Schomburg unterstützt die an den Kompressoren installierte Wärmerückgewinnung das Heizungssystem und wärmt Prozesswasser zur Bitumenverarbeitung auf

Wie viel kann ich sparen? Wärmerückgewinnung berechnen

Besonders effizient ist die Nutzung der Wärme für industrielle Prozesse, weil diese in der Regel das ganze Jahr über laufen – im Gegensatz zur Heizung, die nur in der kalten Jahreszeit betrieben wird. Neben den Nutzungsmöglichkeiten sind für die Berechnung möglicher Einsparungen die konkrete Kompressorinstallation (Leistung, Drehzahlregelung, Auslastung) sowie die Betriebsstunden der Kompressoren relevant.
Denn die Wärmerückgewinnung macht Energie nur dann nutzbar, wenn die Kompressoren laufen und also auch Wärme erzeugen. Sie kann daher nicht oder nur bedingt als Ersatz für bisherige Wärmequellen genutzt werden, sondern wird diese zunächst eher unterstützen. Dennoch sind zusätzliche Investitionskosten für eine Wärmerückgewinnung nach ein bis drei Jahren durch die Energieeinsparungen wieder ausgeglichen.

Mit Energierückgewinnung CO2-Bilanz verbessern

Die Einsparungen, die Sie durch eine Energierückgewinnung erzielen können, sprechen für sich: Die entsprechende Nachrüstung bestehender Kompressoranlagen amortisiert sich meist in kürzester Zeit. Danach „verdienen Sie Geld“, indem Sie die Kosten für andere Energieträger senken, mit denen die Heizung betrieben oder Prozesswärme erzeugt wird. Über den wirtschaftlichen Aspekt hinaus wird es heute immer wichtiger, auch in Sachen Nachhaltigkeit gut aufgestellt zu sein. Mit der Wiederverwendung der Abwärme begrenzen Sie Ihre CO2-Bilanz und zeigen sich als umweltbewusstes Unternehmen. Im Hinblick auf Energiemanagementsysteme oder Audits können Sie ebenfalls die Wärmerückgewinnung als Maßnahme einbringen. Möglicherweise werden Investitionen in die Energieeffizienz sogar bezuschusst. Welche Fördermöglichkeiten es gibt, lesen Sie hier: Fördermöglichkeiten für den Bau oder die Sanierung einer Druckluftstation.