Wärmerückgewinnung
Die Identifikation von Einsparpotenzialen in Unternehmensprozessen ist aufgrund der Notwendigkeit eines verantwortungsvollen und nachhaltigen Umgangs mit Ressourcen heutzutage unverzichtbar, einen langfristigen wirtschaftlichen Erfolg eines Unternehmens zu ermöglichen.
94 % der von Druckluftkompressoren verbrauchten Energie werden in Wärme umgewandelt
Ohne die Energierückgewinnung verschwindet diese Energie über das Kühlsystem und die Wärmeabstrahlung in die Atmosphäre. Durch Energierückgewinnung kann ein Großteil dieser Wärme zurückgewonnen werden, was zu erheblichen Einsparungen führt. Die exakten Einsparungen hängen von Ihrer Druckluftanlage, Ihrem Druckluftsystem, sowie dem Einsatz der Restwärme ab.
Die Druckluft ist einer der wichtigsten Energieträger der Industrie und weist einen hohen Energiebedarf auf. Bei der Betrachtung der Gesamtkosten eines Kompressors fällt auf, dass die jährlichen Energiekosten die Wartungs- und Anschaffungskosten deutlich übersteigen.
Die Energiekosten entsprechen 70 %, die Wartungskosten 20 % und die Investitionskosten lediglich 10 % der Gesamtkosten eines Kompressors.
Wärme ist ein unvermeidliches Nebenprodukt bei der Luftverdichtung. Die Energie, die für die Drucklufterzeugung aufgenommen wird, kann jedoch nahezu in Gänze in Wärme umgesetzt werden.
Mit dieser können dann wahlweise Warmluft zur Unterstützung der Raumheizung oder Warmwasser zur Unterstützung der Zentralheizung oder des Brauchwassers genutzt werden.
1. Raumheizung:
Über ein Kanalystem wird die erwärmte Kühlluft des Kompressors zur Raumbeheizung genutzt. Temperaturgesteuerter Klappen bewirken, dass die Raumstemperatur stets eingestellt werden kann. Das mögliche Temperaturniveau liegt dabei über 20-25 Grad Celcius über der Umgebungstemperatur.
2. Zentralheizung:
Möglich wird die Wärmerückgewinnung durch den Einsatz von Plattenwärmetauscher. Das Heizungswasser wird durch „Platten“ in einem geschlossenen Mantel geführt. Zwischen Platten und Mantel fließt das heisse Kompressoröl und gibt seine Wärmeenergie an das Heizwasser ab. Dabei können Wassertemperaturen bis 70 Grad Celcius erreicht werden.
3. Brauchwasser:
Der Prozess ähnelt dem der Erwärmung des Heizwassers. Im Gegensatz zu dem Heizwasser werden bei der Erwärmung des Brauchwassers jedoch Sicherheits-Wärmetauscher genutzt, um zu verhindern, dass ein Eindringen des Öls in das Brauchwasser möglich ist.
1. Integrierte Wärmenutzung:
Die Komponenten, die für die Wärmerückgewinnung erforderlich sind, sind bereits im Kompressor verbaut. Er muss daher lediglich angeschlossen werden. Mithilfe der Temperatur-Konstant-Regelung kann sichergestellt werden, dass in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Wärme die Wassertemperatur auf dem gewünschten Niveau gehalten wird.
2. Planung der Wärmenutzung:
Bei einer Neubestellung eines Kompressors kann berücksichtigt werden, dass eine Wärmerückgewinnung genutzt werden soll. Dabei werden der Platzbedarf und die Anschlüsse der erforderlichen Komponenten geplant und vorbereitet. Eine spätere Komplettierung durch einen Nachrüstsatz ist ebenfalls möglich.
3. Umrüstung bereits installierter (Alt-) Kompressoren:
Sollte sich eine Neuanschaffung bei Ihnen nicht lohnen, können Sie eine Nachrüstung an ihrem Kompressor durchführen. Dabei werden externe Module an ihren Kompressoren angeschlossen, die alle erforderlichen und hocheffizienten Komponenten und Sicherheitseinrichtungen enthalten.
Permanent-Magnet-Motor vs. Reluktanzmotor
Der Hauptvorteil eines Permanent-Synchron-Motors liegt darin begründet, dass quasi keine Verluste im Rotor entstehen, da, im Gegensatz zu asynchronen Maschinen, im Rotor keine Ströme fließen.
Dort habe ich Permanent-Magnete. Die Nachteile eines Reluktanzmotors sind sowohl das geringere Leistungsgewicht, als auch die etwas geringere Effizienz insbesondere unter Volllast, und weil der Reluktanzmotor für sehr hohe Drehzahlen auch nicht das Maß aller Dinge ist.
Die Hauptunterschiede liegen einmal in dem Leistungsgewicht, was bei der permanent erregten Synchronmaschine deutlich größer ist. Zum Zweiten hat der Synchronmotor etwas höhere Wirkungsgrade, insbesondere bei Volllast, und zum Dritten ist die Geräuschentwicklung bei der Reluktanz-Maschine natürlich auch nicht zu vernachlässigen. Darüber hinaus spielt das Zusammenspiel mit einem Frequenzumrichter eine entscheidende Rolle für die gesamte Ansteuerung. Diese ist bei der Synchronmaschine deutlich einfacher und hat mehrere Freiheitsgrade, wodurch man die Effizienz weiter steigern kann.