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Wärmerückgewinnung bei Kompressoren berechnen - compressedair.network

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Wärmerückgewinnung: Warum Erwartung, Erfolg und Enttäuschung so nahe beieinander liegen


Berechnungs-Tool
Wichtige Parameter:

  • Dein Kompressor läuft dauerhaft
  • Du hast einen kontinuierlichen Wärmebedarf
  • Dein kalter Vorlauf liegt unter der benötigten Rücklauftemperatur

Damit deine Wärmerückgewinnung ein Erfolg wird.
Wärmerückgewinnung – Nutzwärme Rechner (WRG)

Wärmerückgewinnung – Nutzwärme Rechner

WRG Rechner anwendbar für: Öl freie Kompressoren und für Öl-eingespritzte Kompressoren.
Eingaben
cp Wasser = 4,19 kJ/(kg·K)
kW elektrische Aufnahmeleistung
% maximal nutzbar (bei Vollast)
°C Vorlauf aus WRG
°C Solltemperatur nach Kompressorkühler
Standard 3°C ΔT)
°C (Plausibilität: ≥ 5°C und mind. 10°C unter 1)
°C (wird automatisch begrenzt: ≤ (2 − 5°C))

h/a (wie viele Stunden läuft die Anlage pro Jahr?)
% (mittlere Auslastung über das Jahr, z. B. 60–85 %)
€/kWh (Dein aktueller Preis für eine kWh Wärmeenergie)
CO₂-Faktor der ersetzten Wärmeerzeugung
(Richtwerte – dienen der realistischen Einordnung)
Ergebnis
13|Nutzbare Energie am WT
15|Durchfluss L/s
14|Abgenommen kW
Jährliche Wärmemenge
Ersparnis pro Jahr
CO₂-Einsparung pro Jahr
Systemeffizienz der Wärmerückgewinnung
0% (keine Nutzung)
50% (teilweise)
100% (optimal)
Grundlage: 14 / 13 (Abgenommen Wärmemenge)
Funktionsübersicht (Schema)
Externer-Platten-Wärmetauscher: kW Kompressor + WRG 10| °C 06| °C 12| kW 07| kW 05|Nicht genutzte Wärmeenergie: kW Externer-PWT 02| °C 15| 13| Nutzseite / Speicher 01| °C 03| °C 14| 11|Wärmeverlust Leitung (10→2) = kW
02| Heißer Vorlauf vom Kompressor °C
08| ΔT gesamt im Kompressor°C
12| Für WRG max. nutzbare Wärmemenge kW
11| Wärmeverlust Rohrleitung kW
13| Nutzbare Energie am Kunden-WTkW
14| Abgenommen am Kunden-WTkW
05| Im Kompressorkühler abzuführe RestwärmekW
Bilanz-Check: 11 + 14 + 5 = 12kW Abweichung
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Schematische Darstellung (WRG)
WRG Schema

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FAQ: Wärmerückgewinnung bei Kompressoren

Häufig gestellte Fragen zur Energierückgewinnung aus Kompressorabwärme.

Grundlagen der Wärmerückgewinnung

Kompressoren wandeln einen Großteil der zugeführten elektrischen Energie (ca. 90 bis 95 Prozent) in Wärme um. Nur ein kleiner Teil verbleibt in der Druckluft. Bei der Wärmerückgewinnung (WRG) wird diese ansonsten ungenutzte Abwärme, zum Beispiel aus Kühlkreisläufen und Druckluft, zurückgewonnen und für andere Zwecke im Betrieb eingesetzt.

Je nach Kompressorgröße, Bauart und Betriebsweise lassen sich typischerweise 50 bis 94 Prozent der zugeführten elektrischen Leistung als nutzbare Wärme wiedergewinnen. Ein 100-kW-Kompressor kann somit bei Volllast Wärme im Wert von über 90.000 kWh pro Jahr bereitstellen.

Nutzungsmöglichkeiten & Wärmequellen

  • Raumheizung: Beheizung von Produktionshallen, Lagern oder Büros.
  • Brauchwasser-Erwärmung: Für Duschen, Waschräume oder Reinigungsprozesse.
  • Prozesswärme: Vorwärmung von Kesseln, Trocknungsprozessen, chemischen Reaktionen.
  • Ergänzung bestehender Heizsysteme: Entlastung der Hauptheizung, zum Beispiel in Übergangszeiten.
  • Kühlluft des Kompressors: Die aus dem Kompressor-Gebläse austretende warme Luft (bis 40 °C über Umgebungstemperatur) lässt sich direkt über Kanäle in zu beheizende Räume leiten.
  • Kühlwasser des Kompressors: Bei wassergekühlten Kompressoren entsteht ein Warmwasser-Kreislauf (bis 40 bis 90 °C), der sich ideal in bestehende Heiz- oder Prozesssysteme integrieren lässt.
  • Nachkühler der Druckluft: Die Abwärme aus der Druckluftkühlung lässt sich ebenfalls nutzen, oft in Kombination mit den anderen Quellen.

Technische Umsetzung

  • Öl eingespritzte Schraubenkompressoren: Sehr gut geeignet.
  • Ölfreie Schraubenkompressoren: Besonders wassergekühlte Modelle.
  • Kolbenkompressoren: Geringerer Wirkungsgrad der WRG, da mehr Wärme über die Zylinder abgestrahlt wird, dennoch möglich.
  • Drehkolbenkompressoren (trocken- und öleingespritzt): Ebenfalls gut für WRG geeignet.

Ja, in den meisten Fällen. Besonders einfach ist die Nutzung der Kühlluft über flexible oder feste Luftkanäle. Für verschiedene Modelle gibt es auch Plattenwärmetauscher zum Nachrüsten im Kompressor, dazu am besten mit dem Hersteller oder dem Druckluft-Fachhändler sprechen. Für die Integration in Wasserkreisläufe sind oft zusätzliche Wärmetauscher und Regelarmaturen nötig. Eine Prüfung durch einen Kompressor- oder Energieexperten wird empfohlen.

  • Energiebedarfsanalyse: Wärmebedarf des Empfängers im Vergleich zum Wärmeanfall des Kompressors.
  • Gleichzeitigkeit: Laufen Kompressor und Wärmeverbrauch zeitgleich, zum Beispiel nur im Winter?
  • Integration: Technische Machbarkeit der Einbindung in bestehende Heiz- und Lüftungssysteme.
  • Hygiene: Bei der Nutzung für Brauchwasser sind gesetzliche Vorgaben wie der Legionellenschutz zu beachten.

Wirtschaftlichkeit & Förderung

Die Kosten variieren stark, von wenigen tausend Euro für einfache Luftleitungen bis zu höheren Beträgen für wassergeführte Systeme. Wenn die Wärme kontinuierlich genutzt werden kann, ist die Amortisationszeit oft sehr kurz, typischerweise zwischen 6 Monaten und 3 Jahren, da die Energieeinsparungen erheblich sind.

Ja, in vielen Ländern und Regionen werden Maßnahmen zur Energieeffizienz gefördert. In Deutschland sind zum Beispiel Förderungen durch die Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW) oder Programme der BAFA und KfW möglich. Die aktuellen Bedingungen sollten bei den zuständigen Stellen geprüft werden.

Vor- und Nachteile

  • Kosteneinsparung: Deutliche Reduzierung der Heiz- oder Prozessenergiekosten.
  • Verbesserte Ökobilanz: Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks.
  • Erhöhte Gesamteffizienz (COP) des Kompressors: Aus Abfallwärme wird ein Nutzen.
  • Reduzierte Kühllast: Die Abführung der Wärme entlastet gegebenenfalls die Hallenklimatisierung im Sommer.
  • Investitionskosten: Anschaffung und Installation.
  • Abhängigkeit: Das Heizsystem ist vom Betrieb des Kompressors abhängig, gegebenenfalls muss ein redundantes Heizsystem vorgehalten werden.
  • Wartung: Das WRG-System sollte regelmäßig gewartet werden, zum Beispiel Filter bei Luftsystemen.

Umsetzung & Kontakt

An den Kompressoren-Hersteller oder Druckluft-Fachhändler, einen spezialisierten Energieberater oder ein Planungsbüro für Technische Gebäudeausrüstung (TGA). Diese können eine Machbarkeitsstudie durchführen und ein passgenaues Konzept entwickeln. Passende Firmen in der Nähe finden sich im Firmenverzeichnis von compressedair.network.

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