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Ratgeber

Wärmerückgewinnung am Schraubenkompressor, Prinzip und Nutzung

Die Wärme eines Schraubenkompressors kann einen Raum heizen oder Wasser vorwärmen. Das Prinzip, eine Größenordnung mit Zahlen und die Fragen vor dem Start eines Projekts.

Ein Druckluftkompressor wandelt fast den gesamten Strom, den er aufnimmt, in Wärme um. Beim Schraubenkompressor verlässt diese Wärme die Maschine auf einem klar erkennbaren Weg, und ein Teil davon kann einen Raum heizen oder Wasser vorwärmen. Wärmerückgewinnung ist kein Zubehör aus dem Katalog: Sie ist ein Installationsprojekt, das Standort für Standort mit unseren Technikern und Ihren Installateuren geplant wird.

Woher die Wärme kommt

Das folgt aus der Energieerhaltung, einem physikalischen Gesetz. Der Strom, der in den Motor fließt, verschwindet nicht: Er verdichtet die Luft, und die Verdichtung erwärmt diese Luft. Nur ein kleiner Teil bleibt als gespeicherte Energie in der Druckluft. Der Rest wird zu Wärme, die abgeführt werden muss.

In einem öleingespritzten Schraubenkompressor nimmt das in die Verdichterstufe eingespritzte Öl die Verdichtungswärme auf. Danach durchläuft es einen Kühler, an dem der Lüfter der Maschine die Wärme an die Raumluft abgibt. Auch die Druckluft läuft durch einen Nachkühler: Bei unseren Schraubenkompressoren tritt sie mit höchstens 15 °C über der Umgebungstemperatur aus. Der Motor gibt ebenfalls etwas Wärme ab.

Unsere Kompressoren der Serien S, K, L und M sind luftgekühlt. Die gesamte Wärme geht also in einen einzigen Strom: die warme Abluft des Lüfters.

Zwei Wege, sie zu nutzen

1. Über die Warmluft. Auf den Warmluftaustritt der Maschine wird ein Kanal gesetzt. Eine Klappe leitet die Luft im Winter in die Halle und im Sommer ins Freie. Das ist die einfachste Lösung bei einem luftgekühlten Kompressor. Der Kanal sollte kurz sein und wenige Bögen haben: Ein zu langer Kanal bremst den Lüfter, dann klären Sie mit unseren Technikern, ob ein Zusatzlüfter nötig ist.

2. Über Wasser. Ein Wärmetauscher im Ölkreislauf gibt die Wärme an einen Wasserkreislauf ab, um Waschwasser, Warmwasser oder einen Heizungsrücklauf vorzuwärmen. Das ist ein größerer Eingriff, den ein Fachbetrieb ausführt. Der Wärmetauscher muss so ausgelegt sein, dass der Kompressor immer gekühlt bleibt, auch wenn niemand die Wärme abnimmt: Die Maschine geht vor. Jeder Eingriff in den Ölkreislauf erfolgt in Abstimmung mit unseren Technikern.

Rückgewinnung über LuftRückgewinnung über Wasser
Nutzung der WärmeHeizen einer Halle oder eines NebenraumsWarmwasser, Reinigung, Vorwärmung, Prozess
Was installiert wirdKanal, Klappe, FrischluftöffnungWärmetauscher im Ölkreislauf, Anschluss an den Wasserkreislauf
Nutzbare JahreszeitVor allem im WinterGanzjährig, wenn Warmwasser gebraucht wird
Worauf achtenKanallänge, Abführung ins Freie im SommerGesicherte Kühlung des Kompressors

Wie viel Wärme, eine Größenordnung

Da fast der gesamte Strom zu Wärme wird, ergibt die aufgenommene Energie die höchstens verfügbare Wärme. Man rechnet Motorleistung mal Laststunden, wie in unserem Ratgeber zu den Stromkosten eines Kompressors. Das ist eine Obergrenze, kein Versprechen.

Beispiel mit einem S 150, Schraubenkompressor mit 15 kW, der 2.000 Stunden im Jahr unter Last läuft:

  1. 15 kW × 2.000 h = etwa 30.000 kWh Strom pro Jahr.
  2. Die erzeugte Wärme liegt in derselben Größenordnung: höchstens etwa 30.000 kWh pro Jahr.
  3. Der tatsächlich genutzte Anteil ist kleiner. Er hängt vom Verfahren ab, von den Verlusten in Kanal oder Wärmetauscher und vor allem davon, ob Wärme gebraucht wird, während die Maschine läuft.

Dieselbe Rechnung für die S-Serie, ebenfalls bei 2.000 Laststunden:

ModellLeistungErzeugte Wärme höchstens, pro Jahr
S 555,5 kWetwa 11.000 kWh
S 757,5 kWetwa 15.000 kWh
S 11011 kWetwa 22.000 kWh
S 15015 kWetwa 30.000 kWh
S 220 PM22 kWetwa 44.000 kWh

Bei unseren Kompressoren mit Permanentmagnetmotor folgt die Drehzahl dem Luftbedarf. Verbraucht die Werkstatt weniger, läuft die Maschine langsamer und erzeugt weniger Wärme. Die verfügbare Wärme folgt also Ihrer Druckluftproduktion, nicht dem Typenschild des Motors.

Wann sich das Projekt lohnt

  • Der Kompressor läuft viel. Keine Druckluft, keine Wärme. Eine Maschine, die wenige Stunden pro Woche läuft, rechtfertigt keine Installation.
  • Die Wärme wird zur gleichen Zeit gebraucht. Eine belegte Halle heizen, während die Maschine läuft: ja. Einen leeren Raum nachts heizen, während der Kompressor steht: nein.
  • Der Verbraucher liegt nah. Je länger Kanal oder Wasserleitung, desto mehr Wärme geht verloren und desto teurer wird die Installation.
  • Die Kühlung hat Vorrang. Im Sommer oder wenn die Wärme nicht genutzt wird, muss sie ins Freie abgeführt werden können, ohne die Maschine zu behindern. Ein Kompressor, der seine eigene Warmluft wieder ansaugt, schaltet irgendwann ab: siehe unseren Artikel Kompressor wird zu heiß.

So gehen Sie vor

  1. Schätzen Sie die Energiemenge. Der Stromkostenrechner ergibt die kWh, die Ihr Kompressor pro Jahr aufnimmt. Das ist zugleich die Obergrenze der erzeugten Wärme.
  2. Erfassen Sie den Wärmebedarf rund um den Kompressorraum: Heizung, Warmwasser, Prozess, mit den Zeiten.
  3. Lassen Sie die Anlage untersuchen. Unser Druckluft-Audit prüft Erzeugung, Regelung und Kühlung und bewertet, ob sich Wärmerückgewinnung an Ihrem Standort lohnt.

Für einen neuen Kompressor eignen sich die Maschinen der S-Serie, bis zum S 220 PM mit 22 kW, gut für eine Rückgewinnung über einen Kanal. Beschreiben Sie Ihr Projekt in einer Angebotsanfrage, mit einer einfachen Skizze des Raums und Ihrem Wärmebedarf: Wir prüfen es mit Ihnen, Fall für Fall.

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