Erwin Ruppelt, Michael Bahr
Druckluft wird noch häufig als teurer Energieträger angesehen. Das liegt zum guten Teil an der Art ihrer Nutzung. Wer die beim Erzeugen der Druckluft anfallende Abwärme einfach ins Freie abbläst, lässt fast die gesamte Antriebsenergie des Kompressors ungenutzt: Während der Verdichtung wandelt der Kompressor den größten Teil seiner Leistungsaufnahme in Wärme um; die von ihm angesaugte Luft wird ebenfalls mit einem Energiepotenzial aufgeladen. Dieses entspricht etwa 25 % der Leistungsaufnahme.
Durch direktes Nutzen der erwärmten Kühlluft des Kompressors oder indirekt durch Wassererwärmung kann der Verbrauch an Primärenergie zu Heizzwecken gedrosselt werden. Bei der ersten Variante leiten Luftkanäle die warme Abluft zum Heizen und für andere Anwendungen direkt in benachbarte Betriebsräume. Aus Gründen der Effektivität sollte der Weg der Abluft vom Kompressor zum Einsatzort jedoch nicht zu weit sein. So können bis zu 94 % der elektrischen Leistungsaufnahme eines Kompressors nach der Umwandlung in Wärme ein zweites Mal genutzt werden. Zwischen den Hauptbauarten, fluidgekühlten und trockenverdichtenden Schraubenkompressoren, gibt es beim Nutzen der Kompressorabwärme zur Warmluftheizung so gut wie keine Unterschiede. Beide geben an ihren Nachkühlern bis zu 94 % der zugeführten Energie über die erwärmte Kühlluft wieder ab; deren Temperatur liegt etwa 20 K über der ursprünglichen Kühllufttemperatur. Selbst wenn – wie oft – keine ganzjährige Nutzung möglich ist, lohnt sich diese Art der Wärmerückgewinnung. Der Investitionsaufwand für die Warmluftführung ist relativ niedrig und amortisiert sich häufig schon innerhalb eines Jahres.
Auch das indirekte Nutzen der Abwärme durch Wassererwärmung ist bei fluidgekühlten und trockenverdichtenden Schraubenkompressoren möglich. Jedoch unterscheiden sich die Systeme erheblich. Hier stehen 70 bis zu 94 % der Leistungsaufnahme zur Zweitnutzung bereit. Am günstigsten erfüllen Plattenwärmetauscher diese Aufgabe. Besonders sensible Anwendungen in der Lebensmittelindustrie oder das Erwärmen von Trinkwasser erfordern dagegen Sicherheitswärmetauscher.
Fluidgekühlte Schraubenkompressoren mit Platten- oder Sicherheitswärmetauscher und einem zweiten Mediumkreislauf zum Erwärmen von Wasser auf bis zu 70 °C gibt es bereits seit langem. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Kompressor primär luft- oder wassergekühlt ist. Zwischen Vor- und Rücklauf besteht eine Temperaturdifferenz von 20 bis 25 K. Werden diese Werte überschritten, dann hat das steigenden Energie- und Wartungsbedarf der Drucklufterzeugung zur Folge. Der Vorteil fluidgekühlter Kompressoren besteht darin, dass sowohl primär luft- als auch wassergekühlte Versionen mit Systemen zur Wassererwärmung ausgestattet werden können.
