wärmerückgewinnung serie ptg, swt · 2014. 4. 23. · dsd 172 dsd 202 dsd 238 75 90 110 132 84 98...
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Wärmerückgewinnung Serie PTG, SWT
www.kaeser.com
für Plattenwärme- tauscher- Systeme
Kompressorgröße
„klein“ „mittel“ „groß“
Kompressortyp SM 15 BSD 81 FSD 471
Nennleistung 9 kW 45 kW 250 kW
Einspar- potentiale pro Jahr bei Heizöl
842 € 5.530 € 29.476 €
3.826 kg CO2
25.135 kg CO2
133.969 kg CO2
► Alle Details zur Berechnung der Einsparpotenziale siehe Seiten 6 und 7.
Wärme rückgewinnen senkt Kosten und schont die Umwelt
Mit jedem Schraubenkompressor können bis zu 96 Prozent der entstehenden Abwärme genutzt werden. Jeder eingesparte Liter Heizöl bedeutet 2,727 kg weniger CO2-Emission, schont natür-liche Ressourcen und trägt zum Klimaschutz bei. Bei den heutigen Energiepreisen beträgt der Amortisationszeitraum für Wärmerückgewinnungs- systeme ca. 1/2 bis 2 Jahre (bezogen auf Plattenwärmetauscher zur Wärmeeinspeisung in Heiz- systeme). Auch die Betreiber bestehender Kompressorstationen können davon profitieren: Warm-luftnutzung ist durch den Anbau von Kanälen auch an älteren KAESER-Schraubenkompressoren möglich. Platten- und Sicherheitswärmetauscher bauen wir als Option bei neuen Schraubenkom-pressoren (ab 18,5 kW) ein. Für ältere Modelle bieten wir angepasste Nachrüst-Kits an.
Warum Wärmerückgewinnung?
Eigentlich müsste die Frage lauten: Warum keine Wärmerückgewinnung? Schließlich wandelt jeder Schraubenkompressor die ihm zugeführte Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeenergie um. Rund 2 Prozent dieser Energie verbleiben in der erzeugten Druckluft und etwa 2 Prozent strahlt die Kompressoranlage als Wärme an die Umgebung ab. Das heißt, 96 Prozent der für die Drucklufterzeugung aufge- wandten Energie stehen an den Kühlern zur Zweitnutzung bereit – angesichts der Energiepreis-Entwicklung ein stetig wertvoller werdendes Kapital, das sich mit Wärmerückgewinnungsanlagen von KAESER KOMPRESSOREN ausgezeichnet verzinst.
spart Geld und schont die Umwelt
Wärmerückgewinnung
Ein Blick auf die Gesamtkosten (Lebenszykluskosten) eines Druckluft-systems zeigt: Den Löwenanteil beanspruchen die Aufwendungen für Energie. Selbst bei optimierten Systemen beträgt er noch mindestens 70 Prozent. Durch Nutzen der Kompressorenabwärme mittels Wärme-rückgewinnung kann ein Großteil dieser Kosten eingespart werden. So ist es möglich, das Betriebsbudget jährlich um Tausende Euro und die Umwelt um viele Tonnen CO2-Emissionen zu entlasten.
Zusätzlich Kosten einsparen und die Umwelt entlasten mit Wärmerückgewinnung
Energiekostenanteil
mögliches Energie- kosten-Einsparpotenzial
Investition Druckluftstation
Wartungskostenanteil
mögliche Energiekosten-Einsparung durch Wärmerückgewinnung
Energiekosten-Einsparung durch technische Optimierung
Geld sparen – trotz steigender Energiepreise
Die langfristige Entwicklung des Heizölpreises zeigt steil nach oben – mit entsprechenden Auswirkungen auf andere Energiepreise. Diesem Trend können Sie nachhaltig ent- gegenwirken: Senken Sie Ihre Energiekosten mit Wärmerück- gewinnung in Ihrer Kompressorstation.
Wärme in Heizsysteme einspeisen
In vorhandenen Warmwasser-Heiz- systemen und Brauchwasseranlagen lassen sich bis zu 76 Prozent der einem Kompressor ursprünglich zugeführten Leistung nutzen. Dies reduziert den Primärenergiebedarf zum Heizen erheblich.
Heizen mit Warmluft
Mit der erwärmten Kühlluft des Kompressors lassen sich Räume über Luftkanäle sehr effektiv be- heizen. So lassen sich bis zu 96 Prozent der einem Kompressor zugeführten elektrischen Leistung zum Heizen oder prozesstechnisch nutzen.
Ölheizung284 € bis 54.761 €/Jahr
Gasheizung280 € bis 54.000 €/Jahr
Wärmerück- gewinnung
96% nutzbare Abwärme
elektrische Leistung
Wieviel Sie einsparen können, finden Sie auf den Seiten 6 und 7.
2 3
Warmluft- WärmerückgewinnungBeim Nutzen der Abwärme zur Warmluftheizung leiten Luftkanäle die erwärmte Kühlluft dorthin, wo etwas zu beheizen ist. So lassen sich Lagerräume oder Werkstätten mit Kom- pressor-Abwärme beheizen. Besteht kein Heizluftbedarf, wird die Abwärme mit einer Klappe ins Freie geleitet. Thermostatisch gesteuerte, motorisierte Klappen können mit dosierten Warmluft- (Teil-)Strömen die Temperatur in den Räumen konstant halten.
Sicherheitswärmetauscher-System SWT
Sicherheitwärmetauscher verhindern das Vermischen von Wasser und Kühlfluid.
Plattenwärmetauscher-System PTG
Die preisgünstige Lösung, um die Abwärme von Schraubenkompressoren zu nutzen.
Wärmetauscher-Systeme Warmes Heiz- und Brauchwasser bis zu 70°C, bei Be- darf auch bis zu 90°C, lässt sich mit Wärmetauscher-Systemen PTG oder SWT aus der Kompressor-Abwärme erzeugen. Zum herkömmlichen Nutzen der Abwärme zum Erwär-men von Heiz- und Brauchwasser sind die Plattenwärme-tauscher-Systeme PTG vorgesehen. SWT-Sicherheitswärmetauscher sind empfehlenswert, wenn kein weiterer Wasserkreislauf zwischengeschaltet ist und höchste Anforderungen an die Reinheit des zu erwärmenden Wassers gestellt werden.
Sinnvoll kühlen Moderne Schraubenkompressoren in vollgekapselter Bauweise eignen sich hervorragend für Wärmerückgewinnung. Insbesondere die direkte Nutzung der Abwärme über ein Luftkanalsystem erschließt ein hohes Einsparpotential von 96 Prozent der eingesetzten Energie. Das gilt unabhängig davon, ob es sich um einen Kompressor mit Fluideinspritz-kühlung oder um einen trockenverdichtenden Schraubenkompressor handelt.
Aber auch das Einspeisen der Kompressor-Abwärme in Warmwasser-Heizsysteme und Brauchwasseranlagen lohnt sich: Immerhin lassen sich damit über 70 Prozent der instal-lierten Kompressorleistung wärmetechnisch nutzen, und zwar ohne zusätzlichen Energie-aufwand. Anders als bei fluidgekühlten Schraubenkom-pressoren ist diese Art der Wärmerückgewin-nung bei trockenverdichtenden Schrauben-kompressoren nur möglich, wenn diese primär wassergekühlt sind.
Wärme in Heizungssysteme einspeisen
Installation von Abluftkanälen
Abluftkanal zum Heizen benachbarter Räume
• Lebensmittelindustrie • Trinkwassererwärmung • Chemie- und Pharma- industrie • Kantinen und Groß- küchen
Anwendungsgebiete:
• Einspeisen in Zentralheizungen • Wäschereien • Galvanik • allgemeine Prozess- wärme
Anwendungsgebiete:
Anwendungsgebiete:
• Voll- oder Zusatzheizung für Betriebsräume oder Lagerhallen • Unterstützen von Trocknungsprozessen nach Lackier- und Waschvorgängen • Aufbau von Warmluftschleusen • Vorwärmen der Verbrennungsluft von Ölbrennern
Wärmefluss-Diagramm Ein Kompressor wandelt die ihm zugeführte elektri-sche Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeen- ergie um. Das Wärmefluss-Diagramm (rechts) zeigt, wie sich diese Energie im Kompressorsystem verteilt – und wie weit sie sich zurückgewinnen lässt: 96 Prozent stehen zur Wärmerückgewinnung bereit, zwei Prozent verbleiben als Wärme in der Druckluft und zwei Prozent werden als Strahlungswärme abge-geben. 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 Komprerssors. Nutzbar wird es erst, wenn die Druckluft sich am Ort ihres Verbrauchs wieder ent- spannt und dabei ihrer Umgebung Wärmeenergie entzieht. Je nach Druck- und Leckageverlusten im Druckluftsystem lässt sich mehr oder weniger dieser Energie nutzen.
Nutzbare Kühlluft bei einem Schraubenkompressor
Wärmefluss-Diagramm
ca. 96 % für Wärmerückgewinnung nutzbare Wärmeleistung
ca. 15 % durch Kühlung der Druckluft
rückgewinnbare Wärmeleistung
ca. 2 % Wärmeleistung, die in der Druckluft ver-
bleibt
ca. 2 % Wärmeabgabe
der Kompressoranlage an die Umgebung
100 % gesamte elektrische Leistungsaufnahme
ca. 76 % durch Kühlung
des Fluids rück- gewinnbare
Wärmeleistung
ca. 5 % Abwärme vom Antriebsmotor
25 % Umgebungswärme
25 % Energie- potential Druckluft
4 5
Warmluft- WärmerückgewinnungBeim Nutzen der Abwärme zur Warmluftheizung leiten Luftkanäle die erwärmte Kühlluft dorthin, wo etwas zu beheizen ist. So lassen sich Lagerräume oder Werkstätten mit Kom- pressor-Abwärme beheizen. Besteht kein Heizluftbedarf, wird die Abwärme mit einer Klappe ins Freie geleitet. Thermostatisch gesteuerte, motorisierte Klappen können mit dosierten Warmluft- (Teil-)Strömen die Temperatur in den Räumen konstant halten.
Sicherheitswärmetauscher-System SWT
Sicherheitwärmetauscher verhindern das Vermischen von Wasser und Kühlfluid.
Plattenwärmetauscher-System PTG
Die preisgünstige Lösung, um die Abwärme von Schraubenkompressoren zu nutzen.
Wärmetauscher-Systeme Warmes Heiz- und Brauchwasser bis zu 70°C, bei Be- darf auch bis zu 90°C, lässt sich mit Wärmetauscher-Systemen PTG oder SWT aus der Kompressor-Abwärme erzeugen. Zum herkömmlichen Nutzen der Abwärme zum Erwär-men von Heiz- und Brauchwasser sind die Plattenwärme-tauscher-Systeme PTG vorgesehen. SWT-Sicherheitswärmetauscher sind empfehlenswert, wenn kein weiterer Wasserkreislauf zwischengeschaltet ist und höchste Anforderungen an die Reinheit des zu erwärmenden Wassers gestellt werden.
Sinnvoll kühlen Moderne Schraubenkompressoren in vollgekapselter Bauweise eignen sich hervorragend für Wärmerückgewinnung. Insbesondere die direkte Nutzung der Abwärme über ein Luftkanalsystem erschließt ein hohes Einsparpotential von 96 Prozent der eingesetzten Energie. Das gilt unabhängig davon, ob es sich um einen Kompressor mit Fluideinspritz-kühlung oder um einen trockenverdichtenden Schraubenkompressor handelt.
Aber auch das Einspeisen der Kompressor-Abwärme in Warmwasser-Heizsysteme und Brauchwasseranlagen lohnt sich: Immerhin lassen sich damit über 70 Prozent der instal-lierten Kompressorleistung wärmetechnisch nutzen, und zwar ohne zusätzlichen Energie-aufwand. Anders als bei fluidgekühlten Schraubenkom-pressoren ist diese Art der Wärmerückgewin-nung bei trockenverdichtenden Schrauben-kompressoren nur möglich, wenn diese primär wassergekühlt sind.
Wärme in Heizungssysteme einspeisen
Installation von Abluftkanälen
Abluftkanal zum Heizen benachbarter Räume
• Lebensmittelindustrie • Trinkwassererwärmung • Chemie- und Pharma- industrie • Kantinen und Groß- küchen
Anwendungsgebiete:
• Einspeisen in Zentralheizungen • Wäschereien • Galvanik • allgemeine Prozess- wärme
Anwendungsgebiete:
Anwendungsgebiete:
• Voll- oder Zusatzheizung für Betriebsräume oder Lagerhallen • Unterstützen von Trocknungsprozessen nach Lackier- und Waschvorgängen • Aufbau von Warmluftschleusen • Vorwärmen der Verbrennungsluft von Ölbrennern
Wärmefluss-Diagramm Ein Kompressor wandelt die ihm zugeführte elektri-sche Antriebsenergie zu 100 Prozent in Wärmeen- ergie um. Das Wärmefluss-Diagramm (rechts) zeigt, wie sich diese Energie im Kompressorsystem verteilt – und wie weit sie sich zurückgewinnen lässt: 96 Prozent stehen zur Wärmerückgewinnung bereit, zwei Prozent verbleiben als Wärme in der Druckluft und zwei Prozent werden als Strahlungswärme abge-geben. 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 Komprerssors. Nutzbar wird es erst, wenn die Druckluft sich am Ort ihres Verbrauchs wieder ent- spannt und dabei ihrer Umgebung Wärmeenergie entzieht. Je nach Druck- und Leckageverlusten im Druckluftsystem lässt sich mehr oder weniger dieser Energie nutzen.
Nutzbare Kühlluft bei einem Schraubenkompressor
Wärmefluss-Diagramm
ca. 96 % für Wärmerückgewinnung nutzbare Wärmeleistung
ca. 15 % durch Kühlung der Druckluft
rückgewinnbare Wärmeleistung
ca. 2 % Wärmeleistung, die in der Druckluft ver-
bleibt
ca. 2 % Wärmeabgabe
der Kompressoranlage an die Umgebung
100 % gesamte elektrische Leistungsaufnahme
ca. 76 % durch Kühlung
des Fluids rück- gewinnbare
Wärmeleistung
ca. 5 % Abwärme vom Antriebsmotor
25 % Umgebungswärme
25 % Energie- potential Druckluft
4 5
SX 3SX 4SX 6SX 8
2,234
5,5
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1000100010001300
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280,-360,-450,-610,-
SM 9SM 12SM 15
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11,8
253343
2100101317
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1.196,-
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1.180,-SK 22SK 25
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4859
25003000
1617
22312789
60847606
1.339,-1.673,-
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37724714
1.320,-1.650,-
ASK 27ASK 32ASK 35
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18,021,824,9
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300035004000
181919
304236854208
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1.825,-2.211,-2.525,-
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1.800,-2.180,-2.490,-
ASD 32ASD 37ASD 47ASD 57
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16202020
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BSD 62BSD 72BSD 81
303745
35,143,253
126156191
8000131620
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4.746,-5.841,-7.166,-
6686822910095
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4.680,-5.760,-7.067,-
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10700
172021
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7.031,-8.654,-10.276,-
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6.934,-8.533,-10.133,-
CSDX 137CSDX 162
7590
87103
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11.600,-13.733,-
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11.200,-13.067,-16.533,-20.133,-
DSDX 243DSDX 302
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149180
536648 21000 21
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20.147,-24.338,-
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5676268572
19.867,-24.000,-
ESD 251ESD 301ESD 351ESD 361ESD 441
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FSD 471FSD 571
250315
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10151231 40000 21
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173301210173
38.130,-46.243,-
5371465143
107428130286
37.600,-45.600,-
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35384246
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10000
11111314
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4.759,-5.165,-5.679,-6.166,-
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4.694,-5.093,-5.600,-6.080,-
SM 9SM 12SM 15
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172230
0,160,210,29
0,070,100,13
extern777
10481403
211928583826
466,-629,-842,-
6578861186
131417722372
460,-620,-830,-
SK 22SK 25
1115
9,412,0
3443
0,320,41
0,150,19 extern 1589
202843335530
953,-1.217,-
13431714
26863428
940,-1.200,-
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1518,522
13,015,817,8
475764
0,450,540,61
0,200,250,28
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1.318,-1.602,-1.805,-
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371445145086
1.300,-1.580,-1.780,-
Einspar-Rechenbeispiel für ASD 32
Einsparungen durch Warmluft-Wärmerückgewinnung
Wärme – nicht nur im Winter notwendig
Klar ist, dass im Winter geheizt werden muss. Zusätzlich ist in den Übergangsmonaten mehr oder weniger Heizleistung erforderlich: an ca. 2000 Stunden im Jahr wird Heizenergie benötigt.
Einsparungen im Detail
Warmluft-Wärmerückgewinnung
Bei allen KAESER-Schraubenkompressoren ist der Anschluss von Abluftkanälen vorgesehen. Die Kanäle werden bauseits montiert. Mit der erwärmten Kühlluft lassen sich Räume beheizen.
Plattenwärmetauscher-System PTG
Schraubenkompressoren 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 ein-gebaut oder extern installiert.
Sicherheitswärmetauscher-System SWT
Ab der Schraubenkompressoren-Baureihe ASD sind auch Sicherheitswärmetauscher-Systeme lieferbar. Der SWT-Wärmetauscher wird immer außerhalb des Schraubenkompressors platziert.
bei Schrauben-kompressor
Motor- nenn-
leistung
Maximal verfüg- bare Wärme-
leistung
nutzbare Warmluft-
menge
Kühl- luftauf- heizung
Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential
Heizöl
l
CO2- Einsparung
kg
Heizkosten- Einsparung
€/Jahr
Erdgas
m³
CO2- Einsparung
kg
Heizkosten- Einsparung
€/Jahr Typ kW kW MJ/h m³/h K (circa)
bei Schrauben-kompressor
Motor- nenn-
leistung
Maximal verfügbare
Wärmeleistung
WarmwassermengeAufheizung auf 70 °C
Platzierung des PTG- Systems
Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential
Heizöl
l
CO2-Einsparung
kg
Heizkosten- Einsparung
€/Jahr
Erdgas
m³
CO2-Einsparung
kg
Heizkosten- Einsparung
€/JahrTyp kW kW MJ/h(ΔT 25 °C)
m³/h(ΔT 55 °C)
m³/h int./ext.
Einsparungen durch Plattenwärmetauscher-System PTG
für Heizöl für Erdgas
erforderliche Heizenergie
(%)
Jan März April Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezFeb
100 %
erforderliche Heizenergie im Jahresverlauf
15,8 kW x 2000 h 0,9 x 9,861 kWh/l
maximal verfügbare Wärmeleistung: 15,8 kWHeizwert je Liter Heizöl: 9,861 kWh/lWirkungsgrad Heizöl-Heizung: 0,9Preis je Liter Heizöl: 0,60 €/l 1 kW = 1 MJ/h x 3,6
maximal verfügbare Wärmeleistung: 15,8 kWHeizwert je m³ Erdgas: 10 kWh/m³Wirkungsgrad Erdgas-Heizung: 1,05Preis je m³ Erdgas: 0,70 €/m³ 1 kW = 1 MJ/h x 3,6
Kosteneinsparung: x 0,60 €/l = 2.137 € 15,8 kW x 2000 h 1,05 x 10 kWh/m³Kosteneinsparung: x 0,70 €/m³ = 2.107 €
Eins
parp
oten
zial b
ei 1
500
h
Eins
parp
oten
zial b
ei 1
500
h
Eins
parp
oten
zial b
ei 2
000
h
Eins
parp
oten
zial b
ei 2
000
h
Eins
parp
oten
zial b
ei 1
500
h
Eins
parp
oten
zial b
ei 1
500
h
ASD 32ASD 37ASD 47ASD 57
18,5222530
15,818,622,627,4
57678199
0,540,640,780,94
0,250,290,350,43
intern extern
3561419250936175
9711114321388916839
2.137,-2.515,-3.056,-3.705,-
3010354343055219
60207086861010438
2.107,-2.480,-3.014,-3.653,-
BSD 62BSD 72BSD 81
303745
26,833,140,9
96119147
0,921,141,41
0,420,520,64
intern extern604074599217
164712034125135
3.624,-4.475,-5.530,-
510563057790
102101261015580
3.574,-4.414,-5.453,-
CSD 82CSD 102CSD 122
455575
40,349,458
145178209
1,391,702,00
0,630,770,91
intern extern9082
1113313071
247673036035645
5.449,-6.680,-7.843,-
7676941011048
153521882022096
5.373,-6.587,-7.734,-
CSDX 137CSDX 162
7590
6780
241288
2,302,80
1,051,25 intern extern 15099
180284117549162
9.059,-10.817,-
1276215238
2552430476
8.933,-10.667,-
DSD 142DSD 172DSD 202DSD 238
7590
110132
667697
119
238274349428
2,302,603,304,10
1,031,191,521,86
intern extern
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Einsparungen durch Wärmetauscher-Systeme PTG und SWT
bei Schrauben-kompressor
Motor- nenn-
leistung
Maximal verfügbare
Wärmeleistung
WarmwassermengeAufheizung auf 70 °C
Platzierung des PTG- Systems
Platzierung des SWT- Systems
Heizöl-Einsparpotential Erdgas-Einsparpotential
Heizöl
l
CO2-Einsparung
kg
Heizkosten- Einsparung
€/Jahr
Erdgas
m³
CO2-Einsparung
kg
Heizkosten- Einsparung
€/JahrTyp kW kW MJ/h(ΔT 25 °C)
m³/h(ΔT 55 °C)
m³/h int./ext. int./ext.
Eins
parp
oten
zial b
ei 2
000
h
Eins
parp
oten
zial b
ei 2
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KAESER – auf der ganzen Welt zu HauseAls einer der größten Kompressorenhersteller und Druckluft-Systemanbieter ist KAESER KOMPRESSOREN weltweit präsent: In 90 Ländern gewährleisten Niederlassungen und Partnerfi rmen, dass Anwender hochmoderne, effi ziente und zuverlässige Druckluft-Anlagen nutzen können.
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