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Atlas Copco Energieeffizienz - Bacht 2009

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Optimieren Sie Ihre Energiebilanz




Energieeffiziente Lösungen rund um Ihre Druckluftversorgung
Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH
Helmut Bacht
Agenda
     Atlas Copco auf einen Blick

     Optimieren Sie Ihre Energiebilanz

     Machen Sie sich ein Bild von Ihrer Druckluftanlage

     Leckagen

     Drehzahlregelung

     Übergeordnete Steuerung

     Wärmerückgewinnung

     Beispiele aus der Praxis

     Resümee
2
Atlas Copco in Deutschland
    stellt sich vor
    Atlas Copco
    auf einen Blick




3
Atlas Copco auf einen Blick
    Stand 2008

        Hauptsitz:          Stockholm, Schweden,
                            börsennotiert in Stockholm
        Gründung:           1873 (in Deutschland seit 1952)
        Umsatz:             7,7 Mrd. Euro (760 Mio. Euro in Deutschland)
        Mitarbeiter:        ca. 34.000 (1.950 in Deutschland)
        Geschäftsbereiche: Kompressoren und Drucklufttechnik,
                           Industrietechnik, Bau- und Bohrtechnik
        Standorte:          rund 160 Länder mit mehr als 30 Marken,
                            13 Gesellschaften in Deutschland

        Unsere Vision:



4
Energieeinsparung
    geht uns alle an

    Optimieren Sie
    Ihre Energiebilanz




5
Optimieren Sie Ihre Energiebilanz
    Energieeinsparungen gehen uns alle an




         »Druckluft ist ein                                   »Rund 27,5 Mrd. kWh
         wertvoller Energieträger                      könnten jährlich durch den
         in der Industrie.«                              Einsatz energieeffizienter
                                                      elektrischer Antriebstechnik
                                                               in der Industrie ein-
                                                                  gespart werden.«
                                                        ZVEI Zentralverband Elektrotechnik- und
                                                      Elektronikindustrie e. V., Frankfurt am Main
      »Die Steigerung
      der Energieeffizienz ist
      eine der besten Möglichkeiten,
      steigende Energiepreise zu
                                               Die Wirtschaftslage und politische
      kompensieren.«
      Christa Thoben,                  Abkommen wie das Kyoto Protokoll und das
      NRW-Wirtschaftsministerin         Kopenhagen-Abkommen bewegen uns zum
                                                                        Handeln.




6
Was kostet Druckluft?
    Life Cycle Costs (LCC)/Total Costs of Ownership (TCO)

        Bei Investitionsentscheidungen
        werden die Anschaffungskosten
        häufig überbewertet.
        Fakt ist:
        Über den gesamten Lebenszyklus          LCC eines Standardkompressors
        einer Anlage machen die Energiekosten
        ca. 80 % der Gesamtkosten aus.
                                                      77 %             Energiebedarf

                                                                       Investition

                                                          12 %         Wartung
                                                     9%
                                                                       Installation
                                                2%


             Energieeffizienz der Anlage
           bei Investitionsentscheidungen
                 in den Fokus stellen!

7
Gewinnen Sie neue Einblicke
    in Ihre Druckluftversorgung

    Machen Sie sich ein
    von Bild Ihrer Druckluft-
    anlage




8
Machen Sie sich ein Bild
    von Ihrer Druckluftanlage

       Katalogisierung der Druckluft-
       komponenten
       – Anzahl der Verbraucher
       – Druckluftqualität

       Erstellung eines Katasters
       Auflistung der Druckluftverbrauchs-
       informationen
       …




9
Ist-Analyse / Air-Audit
     Prüfung der bestehenden Druckluftanlage auf Herz und Nieren


      Eine komplette Analyse Ihres Druckluftnetzes,
      die Energiekosten reduziert.
      Ein Air-Audit ist ein objektives Diagnosesystem. Es
      überprüft schnell und sicher Ihr Druckluftsystem nach
      eventuell vorhandenen Schwachstellen und zeigt
      Energieeinsparpotenziale auf.




10
Ist-Analyse / Air-Audit
     AIR-Audit – Flexibilität durch modularen Einsatz
       Analyse des Druckluftbedarfs,          Leckageprüfung
       bestehend aus:                         mit Ultraschall-Detektor
       - Volumenstrommessung                  - Dokumentation des Energie-
       - Druckmessung                           einsparpotenzials pro Leckage

       Energiemessung,                        Analyse Druckluftqualität:
       bestehend aus:                         - Drucktaupunkt
       - Gesamtenergiebedarf                  - Restölgehalt
         der Kompressorinstallation           - Partikel
       - Energieverbrauch der                 - Drucklufttemperatur
         einzelnen Komponenten
                                              SPM-Schwingungsmessung




                                                   !
                          Durch das Air-Audit
                          Durch das Air-Audit
                          wird Ihr Systembetrieb
                          wird Ihr Systembetrieb
                          nicht beeinträchtigt!
                          nicht beeinträchtigt!




11
Die Air-Audit Vorteile
      Einsparpotenzial von bis zu 30 %
      der Energiekosten möglich
      Steigerung der Effizienz
      Verlängerung der Lebensdauer Ihrer
      Druckluftausrüstung
      Beurteilung von
      Instandhaltungsmaßnahmen
      Umfangreicher Analysebericht mit
      detaillierter Erläuterung der Ist-Situation
      und Vorschlägen zur Optimierung
      Flexibilität des Audits durch
      modularen Aufbau



          Das Ergebnis: ein objektiver,
         umfassender Maßnahmenplan
       mit konkreten Lösungsvorschlägen


12
Bausteine aus einem Maßnahmenplan

       Beseitigung von Leckagen
       Einsatz von drehzahlgeregelten Kompressoren
       Anbindung der Kompressoren an eine
       übergeordnete Steuerung
       Installation einer Wärmerückgewinnung
       …




13
Kleine Ursache –
     große Wirkung

     Leckagen




14
Leckagen
     Kleine Ursache – große Wirkung




15
Leckagen
     Kleine Ursache – große Wirkung

       Einer EU-Studie zufolge („Compressed Air Systems In The
       European Union“) sind in 80 % aller Betriebe die Druckluft-
       verteilsysteme das schwächste Glied innerhalb der
       Drucklufttechnik.
       Somit werden jährlich Tausende Euro an Energiekosten
       im wahrsten Sinne des Wortes verblasen.
       Leckageverluste betragen 10-30 % des erzeugten
       Volumens
       Leckagevolumenstrom steigt quadratisch zum Lochdurchmesser




                                                                      Zusätzlicher
                                                                     Energiebedarf



16
Die richtige Technologie
     für Ihre Ansprüche

     Drehzahlgeregelte
     Kompressoren




17
Die richtige Technologie
     für Ihre Ansprüche
     Spezifische Energieaufnahme [J/l]




                                         Scroll   Drehzahn       Schraube            Turbo

                                             18 kW       55 kW              750 kW

                                                     Volumenstrom [m3/min]



                                         Durch die richtige Wahl der Verdichtungstechnologie
                                                sparen Sie eine Menge Energiekosten!
18
Vergleich der Energieeffizienz
     (Drehzahlregelung gegen Last-/Leerlauf)




                          Energieeinsparung von 38 %

19
Kostenmodell eines Kompressors über die
     gesamte Lebensdauer
                                      Energiebedarf

                                      Installation

                                      Wartung

                                      Investition

                                      Einsparung



     LCC eines Standardkompressors                    LCC eines VSD Kompressors



      Die richtige Wahl der Kompressortechnologie ist der einfachste Weg die
      Kostenbilanz zu verbessern!
      Drehzahlgeregelte Kompressoren sparen bis zu 35 % im Vergleich zu
      Standardkompressoren!


20
Sichere und kostengünstige
     Druckluft rund um die Uhr

     Übergeordnete
     Kompressorsteuerung




21
Warum ist eine
     Kompressorregelung nötig?
                         Steuer- und Regelungsarten
                         Steuer- und Regelungsarten


               Diskontinuierlich
               Diskontinuierlich                        Kontinuierlich
                                                        Kontinuierlich

         - Volllast-Leerlauf-Aussetz-Regelung   - Drehzahländerung

         - Volllast-Aussetz-Regelung            - Ansaugdrosselregelung
           (bei kleineren Kolben-
                                                - Eintrittsleitapparat mit
            kompressoren)
                                                  Dralldrossel (Turboregelung)




                   Möglichst hohe Auslastung der Kompressoren:
       ZIEL!       viele Laststunden – wenige Leerlaufstunden



22
Zentrale Druckmessung
          vermeidet Kaskadeneffekt
                    Messung im Druckluftnetz –
                    Kaskadeneffekt wird vermieden
                    Druckband kann auf ≤ 0,5 bar
                    abgesenkt werden
                    Druckbandabsenkung von 1 bar
                    reduziert Energieaufnahme um 6–8 %
                                                                ( )
                    Druckbandabsenkung von 1 bar
                    reduziert Leckagen um ~ 13 %
                                                                *                     Komp. 3
                                                                                                Komp. 4
                                                                            Komp. 2
                                                                Komp. 1


                                                                          DRUCKBANDKASKADE
                        LOKALE STEUERUNG
     Netzdruck




                                                               ZENTRALE
                                                              STEUERUNG



                                 Durchschnittsdruck      Erforderlicher Mindestdruck
                                                                                      Zeit
                 HOHE KOSTEN                                              NIEDRIGE KOSTEN

23
Druckluft ist wertvoll
     Ein typisches Beispiel zur Reduzierung von Betriebskosten


     Beispiel: Eine Installation mit 4 x 90 kW Kompressoren, läuft in einer Kaskade
               80 % belastet – 10 Arbeitsstunden pro Tag, 5 Tage pro Woche,
               47 Wochen pro Jahr

     Betriebskosten ohne ES-Steuerung              Betriebskosten mit ES-Steuerung

     Typisches Druckband (Kaskade)         2 bar   Typisches Druckband                   0,5 bar
     Energiekosten (Euro pro kWh)            0,1   Energiekosten (Euro pro kWh)              0,1
     Leckageverlust                        20 %    Leckageverlust                          18 %
     Betriebskosten tagsüber            309 Euro   Betriebskosten tagsüber             287 Euro
     Betriebskosten nachts               94 Euro   Betriebskosten nachts                  0 Euro

     Gesamtkosten pro Jahr           94.705 Euro   Gesamtkosten pro Jahr             67.445 Euro




                               Kostenreduzierung von ca. 30 %


24
Vorteile einer
     übergeordneten Steuerung
       Ein sehr enges Druckband
       Ein reduzierter Systemdruck
       Erhebliche Einsparungen an Energie
       Verbesserte Auslastung der
       Kompressoren
       Optimierung der Serviceintervalle
       Verringerte Anzahl an Leerlaufstunden
       Weitere Nutzung der Daten für
       Telemonitoring möglich


                                           Die Reduzierung des Druckes
                                              um 1 bar bedeutet eine
                                            Reduzierung von ca. 6–8 %
                                               der Energieaufnahme.


25
Das Tüpfelchen
     auf dem i

     Wärmerückgewinnung




26
Wärmerückgewinnung –
     das Tüpfelchen auf dem i



        Heizen – in der Regel zeitweise Nutzung
                                                      Duschen Saisonale
        und saisonal
                                                               Nutzung
        Duschen – in der Regel zeitweise Nutzung

        Prozesswasser – wie z. B. in der Textilfärberei -
        Prozess-
        kontinuierlicher Bedarf                             Kontinuierliche
          wasser                                               Nutzung
        Prozess-Kesselspeisewasser – meist
        kontinuierlich für die Dampferzeugung
                                                              Heizung
                Durch den Einsatz einer Wärmerückgewinnung
                          sparen Sie Primärenergie.


27
Energierückgewinnung mit
     Kompressoren
                                Nach-
                                kühler




28
Energiebilanz Wärmerückgewinnung bei
     Kompressoren
     7 By-pass Ventil 1 der WRG (BV1)
     8 Wärmetauscher der WRG
     12 Ölseparator
     14 By-pass Ventil (BV2) im Ölfiltergehäuse
     23 Ölkühler
     24 Ölfilter
     25 Verdichterstufe




29
Energiebilanz Wärmerückgewinnung bei
     Kompressoren




30
Maßnahmen,
     die greifen

     Beispiele aus der Praxis




31
Praxisbeispiel
     Zementwerk
          Ausgangssituation
          Ausgangssituation

       Einsatz der Druckluft als Förderluft für zwei Sendebehälter
       – Zement wird mit 3 bis 4 bar aus den Silos getrieben

       Schwankender Volumenstrombedarf innerhalb der Produktionswoche
       – Zwischen 0 und 1.300 l/s = 78 m³/min

       Einsatz zweier alter Drehschieberverdichter (Last-/Leerlaufregelung)
       mit Wasserkühlung
       – Einfache Wartung – aber hoher Verschleiß
       – Hohe Wartungs- und Betriebskosten




32
Praxisbeispiel
     Zementwerk
              Lösung
              Lösung

       Durchführung eines Air-Audits
       Einsatz zweier öleingespritzter Kompressoren mit Drehzahlregelung
       und Luftkühlung in einem Druckluftnetz
       Installation einer übergeordneten ES-Steuerung




33
Praxisbeispiel
     Zementwerk
                        Ergebnis
                        Ergebnis

          Energieersparnis durch drehzahlgeregelte Kompressoren
          – 29 % Ersparnis gegenüber Last-/Leerlaufregelung
          – 22.828 Euro/Jahr*

          Reduzierung des Netzdruckes um 0,5 bar
          – 2.628 Euro/Jahr*

          Zusätzlich 283 Tonnen CO2-Reduktion/Jahr*2


         „Ist der Sendebehälter leer, senkt die Steuerung die Drehzahl auf null,
          womit auch der Energieverbrauch des Kompressors gleich null ist.“


     * Bei einem angenommenen Strompreis von 0,05 Euro/52 Arbeitswochen.
     *2 1.000 kWh elektrische Leistung erzeugen einen durchschnittlichen CO2-Ausstoß von ca. 0,62 Tonnen (Strommix).

34
Praxisbeispiel
     chemische Industrie
         Ausgangssituation
         Ausgangssituation

       Die Druckluft wird zur Granulation von Zusatzstoffen für die
       chemische Industrie eingesetzt
       Steigerung der Produktion, Anlagen laufen 365 Tage/Jahr ->
       Überarbeitung der Druckluftstation
       Trocknung des Granulats -> 50.000 m³/h heiße Luft werden je Anlage
       benötigt – pro Linie 2,5 MW Heizleistung installiert
       Fünf verschiedene Druckluftnetze neben den Förderanlagen
       Die Druckluft muss trocken und ölfrei sein




35
Praxisbeispiel
     chemische Industrie
              Lösung
              Lösung

       Vier drehzahlgeregelte Schrauben-
       kompressoren – ölfrei verdichtend mit
       zusammen 640 kW Leistung
       Installation von Adsorptionstrocknern des
       Typs MD 400
       – Diese benötigen keine separate Fremdenergie
         - Das Trocknungsmittel wird über die Verdichter-
           wärme regeneriert

       Installation einer Wärmerückgewinnung
       Anbindung der Daten der Druckluftstation
       an den internen Leitstand



36
Praxisbeispiel
     chemische Industrie
             Ergebnis
             Ergebnis

       Bereitstellung von bis zu 500 kW Heizleistung
       (durchschnittlich 400 kW)
       80 ° heißes Prozesswasser zum Vorwärmen der Trockn ungsluft
          C
       Garantiert ölfreie Druckluft gemäß ISO 8573-1 Klasse 0
       Kein Fremdenergiebedarf, konstant negativer Taupunkt der Trockner,
       dazu nahezu wartungsfrei
       Energieersparnis von 182.500 Euro/Jahr

        „Eine Kühlwassertemperatur von 80 ° senkt im Schni tt unsere
                                          C
                   Energiekosten pro Tag um 500 Euro.“



37
Praxisbeispiel
     Schmelzbetrieb – Niederdruckanwendung
         Ausgangssituation
         Ausgangssituation

       Einsatz der Druckluft als Prozess- und Nachverbrennungsluft
       Dreischichtbetrieb, rund um die Uhr
       8.760 Betriebsstunden pro Jahr, Volumenstrom 7.000 m3/h
       Umstieg vom Schachtschmelzofenverfahren auf
       Badschmelzofenverfahren mit einem zweistufigen Turboverdichter
       Aufgrund einer Regelung via Abblaseventil eine echte
       “Energievernichtungsmaschine”
       Bestehende “kleindimensionierte” Kompressorstation




38
Praxisbeispiel
     Schmelzbetrieb – Niederdruckanwendung
              Lösung
              Lösung

       Installation von sechs drehzahlgeregelten ZB-Turbokompressoren
       – Vier ZB 160 VSD für die Prozessluft
           Volumenstrom max. 3.350 Nm³ - bis zu 1,6 bar Überdruck
       – Zwei ZB 100 VSD für die Nachverbrennungsluft
           Volumenstrom max. 4.650 Nm³ - bis zu 0,8 bar Überdruck

       Regelung durch übergeordnete Steuerung
       – Volumenstrom geregelt
       – An das Prozessleitsystem angeschlossen

       Projektierung und Installation in einem Container




39
Praxisbeispiel
     Schmelzbetrieb – Niederdruckanwendung
                        Ergebnis
                        Ergebnis

            Kompakte Modulbauweise
            – Installation und Lieferung in einem containerartigen Gehäuse
            – In 14 Meter Höhe über der alten Anlage installiert

            Geringer Geräuschpegel
            – 67 dB(A) für einen ZB 100 VSD

            Verschleißarmer, ölfreier Betrieb
            Drastische Energieeinsparungen
            Zusätzlich 3.700 Tonnen CO2-Reduktion/Jahr*
          „500.000 bis 600.000 Euro an Energiekosten sparen wir pro Jahr
                        mit unserer neuen Druckluftstation.“
     * 1.000 kWh elektrische Leistung erzeugen einen durchschnittlichen CO2-Ausstoß von ca. 0,62 Tonnen (Strommix).

40
Komprimiertes
     Energiesparwissen

     Resümee




41
Maßnahmen zur Optimierung
     Ihrer Druckluftanlage

       Lassen Sie Ihre Druckluftstation regelmäßig überprüfen

       Lassen Sie eine Bedarfsanalyse/Energiebilanz mit Simulation
       von drehzahlgeregelten Kompressoren durchführen
       (durch Fachfirma oder Kompressorhersteller)

       Beseitigen Sie regelmäßig Leckagen
       Reduzieren Sie die Leerlaufzeiten der Kompressoren
       Eine übergeordnete Steuerung kann bares Geld sparen
       Lassen Sie sich beraten
       …
       Sprechen Sie uns an

42
Wir bringen Produktivität.




43
44

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Atlas Copco Energieeffizienz - Bacht 2009

  • 1. Optimieren Sie Ihre Energiebilanz Energieeffiziente Lösungen rund um Ihre Druckluftversorgung Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH Helmut Bacht
  • 2. Agenda Atlas Copco auf einen Blick Optimieren Sie Ihre Energiebilanz Machen Sie sich ein Bild von Ihrer Druckluftanlage Leckagen Drehzahlregelung Übergeordnete Steuerung Wärmerückgewinnung Beispiele aus der Praxis Resümee 2
  • 3. Atlas Copco in Deutschland stellt sich vor Atlas Copco auf einen Blick 3
  • 4. Atlas Copco auf einen Blick Stand 2008 Hauptsitz: Stockholm, Schweden, börsennotiert in Stockholm Gründung: 1873 (in Deutschland seit 1952) Umsatz: 7,7 Mrd. Euro (760 Mio. Euro in Deutschland) Mitarbeiter: ca. 34.000 (1.950 in Deutschland) Geschäftsbereiche: Kompressoren und Drucklufttechnik, Industrietechnik, Bau- und Bohrtechnik Standorte: rund 160 Länder mit mehr als 30 Marken, 13 Gesellschaften in Deutschland Unsere Vision: 4
  • 5. Energieeinsparung geht uns alle an Optimieren Sie Ihre Energiebilanz 5
  • 6. Optimieren Sie Ihre Energiebilanz Energieeinsparungen gehen uns alle an »Druckluft ist ein »Rund 27,5 Mrd. kWh wertvoller Energieträger könnten jährlich durch den in der Industrie.« Einsatz energieeffizienter elektrischer Antriebstechnik in der Industrie ein- gespart werden.« ZVEI Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V., Frankfurt am Main »Die Steigerung der Energieeffizienz ist eine der besten Möglichkeiten, steigende Energiepreise zu Die Wirtschaftslage und politische kompensieren.« Christa Thoben, Abkommen wie das Kyoto Protokoll und das NRW-Wirtschaftsministerin Kopenhagen-Abkommen bewegen uns zum Handeln. 6
  • 7. Was kostet Druckluft? Life Cycle Costs (LCC)/Total Costs of Ownership (TCO) Bei Investitionsentscheidungen werden die Anschaffungskosten häufig überbewertet. Fakt ist: Über den gesamten Lebenszyklus LCC eines Standardkompressors einer Anlage machen die Energiekosten ca. 80 % der Gesamtkosten aus. 77 % Energiebedarf Investition 12 % Wartung 9% Installation 2% Energieeffizienz der Anlage bei Investitionsentscheidungen in den Fokus stellen! 7
  • 8. Gewinnen Sie neue Einblicke in Ihre Druckluftversorgung Machen Sie sich ein von Bild Ihrer Druckluft- anlage 8
  • 9. Machen Sie sich ein Bild von Ihrer Druckluftanlage Katalogisierung der Druckluft- komponenten – Anzahl der Verbraucher – Druckluftqualität Erstellung eines Katasters Auflistung der Druckluftverbrauchs- informationen … 9
  • 10. Ist-Analyse / Air-Audit Prüfung der bestehenden Druckluftanlage auf Herz und Nieren Eine komplette Analyse Ihres Druckluftnetzes, die Energiekosten reduziert. Ein Air-Audit ist ein objektives Diagnosesystem. Es überprüft schnell und sicher Ihr Druckluftsystem nach eventuell vorhandenen Schwachstellen und zeigt Energieeinsparpotenziale auf. 10
  • 11. Ist-Analyse / Air-Audit AIR-Audit – Flexibilität durch modularen Einsatz Analyse des Druckluftbedarfs, Leckageprüfung bestehend aus: mit Ultraschall-Detektor - Volumenstrommessung - Dokumentation des Energie- - Druckmessung einsparpotenzials pro Leckage Energiemessung, Analyse Druckluftqualität: bestehend aus: - Drucktaupunkt - Gesamtenergiebedarf - Restölgehalt der Kompressorinstallation - Partikel - Energieverbrauch der - Drucklufttemperatur einzelnen Komponenten SPM-Schwingungsmessung ! Durch das Air-Audit Durch das Air-Audit wird Ihr Systembetrieb wird Ihr Systembetrieb nicht beeinträchtigt! nicht beeinträchtigt! 11
  • 12. Die Air-Audit Vorteile Einsparpotenzial von bis zu 30 % der Energiekosten möglich Steigerung der Effizienz Verlängerung der Lebensdauer Ihrer Druckluftausrüstung Beurteilung von Instandhaltungsmaßnahmen Umfangreicher Analysebericht mit detaillierter Erläuterung der Ist-Situation und Vorschlägen zur Optimierung Flexibilität des Audits durch modularen Aufbau Das Ergebnis: ein objektiver, umfassender Maßnahmenplan mit konkreten Lösungsvorschlägen 12
  • 13. Bausteine aus einem Maßnahmenplan Beseitigung von Leckagen Einsatz von drehzahlgeregelten Kompressoren Anbindung der Kompressoren an eine übergeordnete Steuerung Installation einer Wärmerückgewinnung … 13
  • 14. Kleine Ursache – große Wirkung Leckagen 14
  • 15. Leckagen Kleine Ursache – große Wirkung 15
  • 16. Leckagen Kleine Ursache – große Wirkung Einer EU-Studie zufolge („Compressed Air Systems In The European Union“) sind in 80 % aller Betriebe die Druckluft- verteilsysteme das schwächste Glied innerhalb der Drucklufttechnik. Somit werden jährlich Tausende Euro an Energiekosten im wahrsten Sinne des Wortes verblasen. Leckageverluste betragen 10-30 % des erzeugten Volumens Leckagevolumenstrom steigt quadratisch zum Lochdurchmesser Zusätzlicher Energiebedarf 16
  • 17. Die richtige Technologie für Ihre Ansprüche Drehzahlgeregelte Kompressoren 17
  • 18. Die richtige Technologie für Ihre Ansprüche Spezifische Energieaufnahme [J/l] Scroll Drehzahn Schraube Turbo 18 kW 55 kW 750 kW Volumenstrom [m3/min] Durch die richtige Wahl der Verdichtungstechnologie sparen Sie eine Menge Energiekosten! 18
  • 19. Vergleich der Energieeffizienz (Drehzahlregelung gegen Last-/Leerlauf) Energieeinsparung von 38 % 19
  • 20. Kostenmodell eines Kompressors über die gesamte Lebensdauer Energiebedarf Installation Wartung Investition Einsparung LCC eines Standardkompressors LCC eines VSD Kompressors Die richtige Wahl der Kompressortechnologie ist der einfachste Weg die Kostenbilanz zu verbessern! Drehzahlgeregelte Kompressoren sparen bis zu 35 % im Vergleich zu Standardkompressoren! 20
  • 21. Sichere und kostengünstige Druckluft rund um die Uhr Übergeordnete Kompressorsteuerung 21
  • 22. Warum ist eine Kompressorregelung nötig? Steuer- und Regelungsarten Steuer- und Regelungsarten Diskontinuierlich Diskontinuierlich Kontinuierlich Kontinuierlich - Volllast-Leerlauf-Aussetz-Regelung - Drehzahländerung - Volllast-Aussetz-Regelung - Ansaugdrosselregelung (bei kleineren Kolben- - Eintrittsleitapparat mit kompressoren) Dralldrossel (Turboregelung) Möglichst hohe Auslastung der Kompressoren: ZIEL! viele Laststunden – wenige Leerlaufstunden 22
  • 23. Zentrale Druckmessung vermeidet Kaskadeneffekt Messung im Druckluftnetz – Kaskadeneffekt wird vermieden Druckband kann auf ≤ 0,5 bar abgesenkt werden Druckbandabsenkung von 1 bar reduziert Energieaufnahme um 6–8 % ( ) Druckbandabsenkung von 1 bar reduziert Leckagen um ~ 13 % * Komp. 3 Komp. 4 Komp. 2 Komp. 1 DRUCKBANDKASKADE LOKALE STEUERUNG Netzdruck ZENTRALE STEUERUNG Durchschnittsdruck Erforderlicher Mindestdruck Zeit HOHE KOSTEN NIEDRIGE KOSTEN 23
  • 24. Druckluft ist wertvoll Ein typisches Beispiel zur Reduzierung von Betriebskosten Beispiel: Eine Installation mit 4 x 90 kW Kompressoren, läuft in einer Kaskade 80 % belastet – 10 Arbeitsstunden pro Tag, 5 Tage pro Woche, 47 Wochen pro Jahr Betriebskosten ohne ES-Steuerung Betriebskosten mit ES-Steuerung Typisches Druckband (Kaskade) 2 bar Typisches Druckband 0,5 bar Energiekosten (Euro pro kWh) 0,1 Energiekosten (Euro pro kWh) 0,1 Leckageverlust 20 % Leckageverlust 18 % Betriebskosten tagsüber 309 Euro Betriebskosten tagsüber 287 Euro Betriebskosten nachts 94 Euro Betriebskosten nachts 0 Euro Gesamtkosten pro Jahr 94.705 Euro Gesamtkosten pro Jahr 67.445 Euro Kostenreduzierung von ca. 30 % 24
  • 25. Vorteile einer übergeordneten Steuerung Ein sehr enges Druckband Ein reduzierter Systemdruck Erhebliche Einsparungen an Energie Verbesserte Auslastung der Kompressoren Optimierung der Serviceintervalle Verringerte Anzahl an Leerlaufstunden Weitere Nutzung der Daten für Telemonitoring möglich Die Reduzierung des Druckes um 1 bar bedeutet eine Reduzierung von ca. 6–8 % der Energieaufnahme. 25
  • 26. Das Tüpfelchen auf dem i Wärmerückgewinnung 26
  • 27. Wärmerückgewinnung – das Tüpfelchen auf dem i Heizen – in der Regel zeitweise Nutzung Duschen Saisonale und saisonal Nutzung Duschen – in der Regel zeitweise Nutzung Prozesswasser – wie z. B. in der Textilfärberei - Prozess- kontinuierlicher Bedarf Kontinuierliche wasser Nutzung Prozess-Kesselspeisewasser – meist kontinuierlich für die Dampferzeugung Heizung Durch den Einsatz einer Wärmerückgewinnung sparen Sie Primärenergie. 27
  • 28. Energierückgewinnung mit Kompressoren Nach- kühler 28
  • 29. Energiebilanz Wärmerückgewinnung bei Kompressoren 7 By-pass Ventil 1 der WRG (BV1) 8 Wärmetauscher der WRG 12 Ölseparator 14 By-pass Ventil (BV2) im Ölfiltergehäuse 23 Ölkühler 24 Ölfilter 25 Verdichterstufe 29
  • 31. Maßnahmen, die greifen Beispiele aus der Praxis 31
  • 32. Praxisbeispiel Zementwerk Ausgangssituation Ausgangssituation Einsatz der Druckluft als Förderluft für zwei Sendebehälter – Zement wird mit 3 bis 4 bar aus den Silos getrieben Schwankender Volumenstrombedarf innerhalb der Produktionswoche – Zwischen 0 und 1.300 l/s = 78 m³/min Einsatz zweier alter Drehschieberverdichter (Last-/Leerlaufregelung) mit Wasserkühlung – Einfache Wartung – aber hoher Verschleiß – Hohe Wartungs- und Betriebskosten 32
  • 33. Praxisbeispiel Zementwerk Lösung Lösung Durchführung eines Air-Audits Einsatz zweier öleingespritzter Kompressoren mit Drehzahlregelung und Luftkühlung in einem Druckluftnetz Installation einer übergeordneten ES-Steuerung 33
  • 34. Praxisbeispiel Zementwerk Ergebnis Ergebnis Energieersparnis durch drehzahlgeregelte Kompressoren – 29 % Ersparnis gegenüber Last-/Leerlaufregelung – 22.828 Euro/Jahr* Reduzierung des Netzdruckes um 0,5 bar – 2.628 Euro/Jahr* Zusätzlich 283 Tonnen CO2-Reduktion/Jahr*2 „Ist der Sendebehälter leer, senkt die Steuerung die Drehzahl auf null, womit auch der Energieverbrauch des Kompressors gleich null ist.“ * Bei einem angenommenen Strompreis von 0,05 Euro/52 Arbeitswochen. *2 1.000 kWh elektrische Leistung erzeugen einen durchschnittlichen CO2-Ausstoß von ca. 0,62 Tonnen (Strommix). 34
  • 35. Praxisbeispiel chemische Industrie Ausgangssituation Ausgangssituation Die Druckluft wird zur Granulation von Zusatzstoffen für die chemische Industrie eingesetzt Steigerung der Produktion, Anlagen laufen 365 Tage/Jahr -> Überarbeitung der Druckluftstation Trocknung des Granulats -> 50.000 m³/h heiße Luft werden je Anlage benötigt – pro Linie 2,5 MW Heizleistung installiert Fünf verschiedene Druckluftnetze neben den Förderanlagen Die Druckluft muss trocken und ölfrei sein 35
  • 36. Praxisbeispiel chemische Industrie Lösung Lösung Vier drehzahlgeregelte Schrauben- kompressoren – ölfrei verdichtend mit zusammen 640 kW Leistung Installation von Adsorptionstrocknern des Typs MD 400 – Diese benötigen keine separate Fremdenergie - Das Trocknungsmittel wird über die Verdichter- wärme regeneriert Installation einer Wärmerückgewinnung Anbindung der Daten der Druckluftstation an den internen Leitstand 36
  • 37. Praxisbeispiel chemische Industrie Ergebnis Ergebnis Bereitstellung von bis zu 500 kW Heizleistung (durchschnittlich 400 kW) 80 ° heißes Prozesswasser zum Vorwärmen der Trockn ungsluft C Garantiert ölfreie Druckluft gemäß ISO 8573-1 Klasse 0 Kein Fremdenergiebedarf, konstant negativer Taupunkt der Trockner, dazu nahezu wartungsfrei Energieersparnis von 182.500 Euro/Jahr „Eine Kühlwassertemperatur von 80 ° senkt im Schni tt unsere C Energiekosten pro Tag um 500 Euro.“ 37
  • 38. Praxisbeispiel Schmelzbetrieb – Niederdruckanwendung Ausgangssituation Ausgangssituation Einsatz der Druckluft als Prozess- und Nachverbrennungsluft Dreischichtbetrieb, rund um die Uhr 8.760 Betriebsstunden pro Jahr, Volumenstrom 7.000 m3/h Umstieg vom Schachtschmelzofenverfahren auf Badschmelzofenverfahren mit einem zweistufigen Turboverdichter Aufgrund einer Regelung via Abblaseventil eine echte “Energievernichtungsmaschine” Bestehende “kleindimensionierte” Kompressorstation 38
  • 39. Praxisbeispiel Schmelzbetrieb – Niederdruckanwendung Lösung Lösung Installation von sechs drehzahlgeregelten ZB-Turbokompressoren – Vier ZB 160 VSD für die Prozessluft Volumenstrom max. 3.350 Nm³ - bis zu 1,6 bar Überdruck – Zwei ZB 100 VSD für die Nachverbrennungsluft Volumenstrom max. 4.650 Nm³ - bis zu 0,8 bar Überdruck Regelung durch übergeordnete Steuerung – Volumenstrom geregelt – An das Prozessleitsystem angeschlossen Projektierung und Installation in einem Container 39
  • 40. Praxisbeispiel Schmelzbetrieb – Niederdruckanwendung Ergebnis Ergebnis Kompakte Modulbauweise – Installation und Lieferung in einem containerartigen Gehäuse – In 14 Meter Höhe über der alten Anlage installiert Geringer Geräuschpegel – 67 dB(A) für einen ZB 100 VSD Verschleißarmer, ölfreier Betrieb Drastische Energieeinsparungen Zusätzlich 3.700 Tonnen CO2-Reduktion/Jahr* „500.000 bis 600.000 Euro an Energiekosten sparen wir pro Jahr mit unserer neuen Druckluftstation.“ * 1.000 kWh elektrische Leistung erzeugen einen durchschnittlichen CO2-Ausstoß von ca. 0,62 Tonnen (Strommix). 40
  • 41. Komprimiertes Energiesparwissen Resümee 41
  • 42. Maßnahmen zur Optimierung Ihrer Druckluftanlage Lassen Sie Ihre Druckluftstation regelmäßig überprüfen Lassen Sie eine Bedarfsanalyse/Energiebilanz mit Simulation von drehzahlgeregelten Kompressoren durchführen (durch Fachfirma oder Kompressorhersteller) Beseitigen Sie regelmäßig Leckagen Reduzieren Sie die Leerlaufzeiten der Kompressoren Eine übergeordnete Steuerung kann bares Geld sparen Lassen Sie sich beraten … Sprechen Sie uns an 42
  • 44. 44