Wärmerückgewinnung für Warmluft- und Warmwasseranwendungen

Transkript

1 Wärmerücewinnung für Warmluft- und Warmwasseranwendungen

2 Wärmerücewinnung Spart Geld und schont die Umwelt Warum Wärme zurücewinnen? Eigentlich müsste die Frage lauten: Warum nicht? Schließlich wandelt jeder die ihm zugeführte (elektrische) Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeenergie um. Von dieser Energie lassen sich bis zu 6 % zum Beispiel für Heizzwecke oder zur Warmwassererzeugung zurücewinnen. Das senkt den Primärenergieverbrauch und verbessert die Gesamtenergiebilanz erheblich. Gasheizung 24 bis für Plattenwärmetauscher- Systeme Kompressorgröße klein mittel groß Kompressortyp SM BSD 3 FSD 471 ca. 5 % Abwärme vom Antriebsmotor ca. 76 % durch Kühlung des Fluids rücewinnbare ca. 6 % für Wärmerücewinnung nutzbare 100 % gesamte elektrische Leistungsaufnahme ca. % durch Kühlung der Druckluft rücewinnbare 25 % Umgebungswärme 25 % Energiepotential Druckluft ca. 2 % Wärmeabgabe der Kompressoranlage an die Umgebung ca. 2 %, die in der Druckluft verbleibt Wärme im Kompressor Ein wandelt die ihm zugeführte 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 zurücewinnen lässt: Etwa 6 Prozent stehen zur Wärmerücewinnung bereit, zwei Prozent verbleiben als Wärme in der Druckluft und zwei Prozent werden als Strahlungswärme 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 entspannt und dabei ihrer Umgebung Wärmeenergie entzieht. Je nach Druck- und Leckageverlusten im Druckluftsystem lässt sich mehr oder weniger dieser Energie nutzen. elektrische Leistung Ölheizung 331 bis 63. Wärmerücewinnung bis zu 6% nutzbare Abwärme Nennleistung kw kw kw Einsparpotentiale pro Jahr bei Heizöl CO 2 CO 2 CO 2 Alle Details zur Berechnung der Einsparpotenziale siehe Seiten 10 und. 2 3

3 Wärmerücewinnung Minimieren des Primärenergieverbrauchs beim Heizen Moderne en in vollgekapselter Bauweise eignen sich hervorragend zur Wärmerücewinnung. Insbesondere die direkte Nutzung der Abwärme über ein Luftkanalsystem erschließt das hohe Wiederverwertungspotential von 6 Prozent der eingesetzten Energie. Das gilt unabhängig davon, ob es sich um einen Kompressor mit Fluideinspritzkühlung oder um einen trocken verdichtenden handelt. bis zu 6% als Wärme nutzbar Alles spricht für Abwärmenutzung Ein Kompressor wandelt die ihm zugeführte elektrische Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeenergie um. Davon stehen bis zu 6 Prozent zur Wärmerücewinnung bereit. Nutzen Sie dieses Potential! Heizen mit Warmluft Mit der erwärmten Kühlluft des Kompressors lassen sich Räume über Luftkanäle sehr effektiv beheizen. So lassen sich bis zu 6 Prozent der einem Kompressor zugeführten elektrischen Leistung zur Raum- oder zur Prozessheizung nutzen. 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 beispielsweise Lagerräume oder Werkstätten mit Kompressor- Abwärme beheizen. 4 5

4 Wärmerücewinnung Minimieren des Primärenergieverbrauchs bei Prozess-, Heiz- und Brauchwassererwärmung Warmes Heiz- und Brauchwasser bis zu 70 C, bei Bedarf auch bis zu 0 C, lässt sich mit Wärmetauscher-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 zwischengeschaltet 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. +70 C heiß Prozess-, Heiz- und Brauchwasser Mit den Wärmetauschersystemen PWT lässt sich aus der Kompressorabwärme Warmwasser mit Temperaturen bis zu 70 C erzeugen. Höhere Temperaturen auf Anfrage. Wärme in Heizsysteme einspeisen In Warmwasser-Heizsystemen und Brauchwasseranlagen lassen sich bis zu 76 Prozent der einem Kompressor zugeführten Leistung nutzen. Dies reduziert den Primärenergiebedarf zum Heizen erheblich. Plattenwärmetauscher PTG Wo es gilt, mit der Abwärme von en Heiz- und Brauchwasser zu erwärmen oder Prozesswärme zu erzeugen, sind hochwertige Plattenwärmetauscher die erste Wahl. 6 7

5 Ausstattung Warmluft-Wärmerücewinnung Bei allen KAESER-en ist der Anschluss von Abluftkanälen 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 en 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 eingebaut oder extern installiert. Anwendungsgebiete Einspeisen in Zentralheizungen Wäschereien Galvanik allgemeine Prozesswärme Reinigungswasser in der Lebensmittelindustrie Schwimmbeckenaufheizung Warmwasser für Dusch- und Waschräume Röhrenwärmetauscher Für wassergekühlte Anlagen sind je nach vorhandener Wasserqualität wahlweise integrierte Platten- oder Rohrwärmetauscher verfügbar. Unsere Druckluft-Fachleute beraten Sie, welche Ausführung für Ihre spezielle Anwendung die richtige Wahl ist. luftgekühlter Warmwasserheizung Wärmetauscher () Warmwasser Warmwasserspeicher Kaltwasser Dusche Abb.: Schema Wärmerücewinnung Abb.: Plattenwärmetauscher PTG Abb.: Röhrenwärmetauscher Erforderliche Heizenergie (%) 100 % Erforderliche Heizenergie im Jahresverlauf 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. Jan Feb März April Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Abb.: Innenaufbau eines Kompressors System aus Plattenwärmetauscher, Thermoventil und kompletter Verrohrung

6 Technische Daten en durch Warmluft-Wärmerücewinnung en durch Plattenwärmetauscher-System PTG bei bei max. Über- druck Motor- nennleistung Maximal verfüg- bare Wärme- leistung nutzbare Warmluftmenge Kühl- luftauf- heizung Typ bar kw kw MJ/h K (circa) Heizöl-Einsparpotential Heizöl l CO 2 Erdgas-Einsparpotential Erdgas m³ CO 2 bei bei max. Über- druck Motor- nennleistung Maximal verfügbare Typ bar kw kw MJ/h Warmwassermenge Aufheizung auf 70 C (ΔT 25 K) (ΔT 55 K) int./ext. Platzierung des PTG- Systems Heizöl-Einsparpotential Heizöl l Erdgas-Einsparpotential Erdgas m³ SX 3 SX 4 SX 6 SX SM SM 12 SM SK SK 25 ASK 2 ASK 34 ASK 40 ASD 35 ASD 40 ASD 50 ASD 60 BSD 65 BSD BSD 3 CSD 5 CSD 105 CSD 125 CSDX 0 CSDX 5 DSD 2 DSD 2 DSD 202 DSD 23 DSDX 243 DSDX 2 ESD 352 ESD 442 FSD 471 FSD 571 2, ,5 5,5 7, , 3,5 4,5 6,1 6,,0, 13,2,5 1,4, 26, 20,2 23, 2,3 34, 35,2 43,4 52, Einsparpotenzial bei 00 h Einsparpotenzial bei 00 h 331,- 4,- 533,- 7,- 24,- 36,- 473,- 641,- 04, ,- 1.36,- 7,- 46, , ,- 1.52,- 1.37, ,- 2.7,- 2.6,- 3.1,- 1.33,- 2.35,- 2.,- 3.,- 3.4, , ,- 2.2, ,- 3.64,- 4., ,- 6.46,-.203,- 4.,- 6.07,- 7.23,- 7.,-.3,-., ,-.24, , ,-.00,-.05,-.26, ,-.460, , ,-.765, ,-.367,-.00, ,- 2.35, ,- 25.0, , ,-.53, , , ,- 3.36,- 47.,- SM SM 12 SM SK SK 25 ASK 2 ASK 34 ASK 40 5,5 7, ,- 1.7,- 2.00,- bei bei max. Über- druck Motor- nennleistung 4,6 6,2,3,4 12,0 13,6, 1, Maximal verfügbare Typ bar kw kw MJ/h ASD 35 ASD 40 ASD 50 ASD 60 BSD 65 BSD BSD 3 CSD 5 CSD 105 CSD 125 CSDX 0 CSDX 5 DSD 2 DSD 2 DSD 202 DSD 23 DSDX 243 DSDX 2 ESD 352 ESD 442 FSD 471 FSD ,2 1,1,6 26,6 27,1 33,5 40,1 3,6 4,4 5, , 0, 0,2 0,32 0,41 0,47 0,5 0,6 0,07 0,10 0,13 0, 0,1 0, 0,26 0,31 Warmwassermenge Aufheizung auf 70 C (ΔT 25 K) 0,52 0,62 0,74 0,2 0,3 1, 1,3 1,33 1,67 2,03 2, 2,70 2, 2,60 3, 4,10 4,00 4,0 5,0 6,0 7,40,20 (ΔT 55 K) 0,24 0,2 0,34 0,42 0,42 0,52 0,63 0,60 0,76 0,2 1,03 1,24 1,03 1,1 1,52 1,5 1,2 2, 2,6 3,10 3,37 4, extern extern int./ext en durch Wärmetauscher-Systeme PTG Einsparpotenzial bei 00 h ,- 734,- 2,- 43,- 651,- 72,- 1.2, ,-, ,- 1.60,- 1., , Einsparpotenzial bei 00 h Platzierung des PTG- Systems Heizöl-Einsparpotential Heizöl l Erdgas-Einsparpotential Erdgas m³ 2.3,- 2.55,- 3.40,- 4.16,- 2.12, , , ,- 4.2,- 5.24, ,- 3.76,- 4.62,- 5.6,- 6.0, ,-.7, ,- 6.77,-.264,- 10.4, ,-.244,-.065,- 10.4,-.,-.1,- 1.6,-.244, , ,-.526,- 1.2,-.400,-.247,- 1., , , , ,- 33., ,-.2, ,- HSD 651 HSD 7 HSD 761 HSD , , ,- 7.13,- 4., ,- 5.2,- 6.36,- HSD 651 HSD 7 HSD 761 HSD ,0,70 12,0,00 4,0 5,31 5,3 6, , ,- 5.62,- 63.,- 43.3, , , ,- Einspar-Rechenbeispiel für ASD 35 Einspar-Rechenbeispiel für ASD 35 für Heizöl für Erdgas für Heizöl für Erdgas 20,2 kw Heizwert je Liter Heizöl:,61 kwh/l Wirkungsgrad Heizöl-Heizung: 0, Preis je Liter Heizöl: 0,70 /l 1 kw = 1 MJ/h x 3,6 20,2 kw Heizwert je m³ Erdgas: 10,2 kwh/m³ Wirkungsgrad Erdgas-Heizung: 1,05 Preis je m³ Erdgas: 0, /m³ 1 kw = 1 MJ/h x 3,6,2 kw Heizwert je Liter Heizöl:,61 kwh/l Wirkungsgrad Heizöl-Heizung: 0, Preis je Liter Heizöl: 0,70 /l 1 kw = 1 MJ/h x 3,6,2 kw Heizwert je m³ Erdgas: 10,2 kwh/m³ Wirkungsgrad Erdgas-Heizung: 1,05 Preis je m³ Erdgas: 0, /m³ 1 kw = 1 MJ/h x 3,6 20,2 kw x 2000 h Kosteneinsparung: x 0,70 /l = 3. pro Jahr 0, x,61 kwh/l Kosteneinsparung: 20,2 kw x 2000 h 1,05 x 10,2 kwh/m³ x 0, /m³ = 2.2 pro Jahr,2 kw x 2000 h Kosteneinsparung: x 0,70 /l = 2.3 pro Jahr 0, x,61 kwh/l Kosteneinsparung:,2 kw x 2000 h 1,05 x 10,2 kwh/m³ x 0, /m³ = 2.12 pro Jahr Hinweis: Die Einsparpotenziale beziehen sich auf betriebswarme Kompressoren mit / / bar max. Überdruck. Bei anderen Drücken können sich andere Werte ergeben. Hinweis: Die Einsparpotenziale beziehen sich auf betriebswarme Kompressoren mit / / bar max. Überdruck. Bei anderen Drücken können sich andere Werte ergeben. 10

7 Auf der ganzen Welt zu Hause Als 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 ationalen 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. P-6D./ Technische Änderungen vorbehalten!