This is a training module developed in the European project SESEC. More information and the full training can be found here: www.sesec-training.eu The SESEC project is designed to address the energy efficiency needs of the EU clothing industry. The Consortium relies on outstanding competences of the partners, spread over 6 countries (Bulgaria, Romania, Portugal, Italy, Germany, Belgium) to provide the missing energy efficiency benchmarks and ready-to-use solutions for the large number of SMEs as well as larger companies. The SESEC project has 4 major objectives: • To develop, test and offer an Energy Efficiency tool for clothing production, made up of guidelines and web-based applications, suitable for SMEs and large companies • To transfer the project results to the sector, EURATEX members and interested companies • To offer training and support to companies to implement energy-saving measures considering cost-effectiveness • To improve opportunities for energy-efficiency for the whole European clothing industry

1. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 1
Co-funded by the Intelligent Energy Europe
Programme of the European Union
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

2. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 2
Überblick
 Einführung
 Theorie
− Herangehensweise (einige Anmerkungen)
− Wichtige Bestandteile
− Druckluftdurchfluss
− Unsachgemäßer Luftverbrauch
− Leckverlust
− Parameter die den Verbrauch beeinflussen
 Übungsaufgaben
 Geschäftsfall
 Zusammenfassung
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

3. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 3
Quelle: http://www.airleakdetection.net/
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

4. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 4
Luft ist kostenlos… Druckluft aber nicht
Druckluft verursacht Kosten, die nicht immer berücksichtigt
werden
Die Energieeffizienz der meisten Druckluftanlagen ist sehr gering
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

5. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 5
 Elektrische Engergiekosten
 Leckage Kosten
 Wartungskosten
 Änderungskosten der
Anlage
Die Kosten für elektrische Energie erreichen 73% der Gesamtkosten
während der Lebensdauer eines Druckluftsystems.
Gründe für Mehrkosten
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6. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 6
Gründe für den Mehrverbrauch
 Mehrverbrauch verursacht durch technische Probleme:
– Verwendung von veralteten und nicht effizienten Elektromotoren
– Unsachgemäßes Luftverteilernetz
– Hohe Luftleckagen
– Eingespeiste Heißluft in Druckluftmotoren
 Mehrverbrauch verursacht durch unsachgemäßes Verhalten:
– Verwendung von zu hohem Druck
– Druckluftmotoren werden unnötig eingeschaltet
– Verwendung von Druckluft für die Reinigung
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7. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 7
Die Optimierung von
Druckluftsystemen
liefert Einsparungen
von bis zu 35%.
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

8. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 8
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

9. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 9
Herangehensweise
(einige Anmerkungen)
1. Identifizieren Sie wie viel Luft und Druck
die jeweiligen verwendeten Maschinen
benötigen.
2. Finden Sie den richtigen Platz für jede
verwendete Maschine.
3. Ermitteln Sie den richtigen Platz für
Druckluftmaschinen.
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10. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 10
Wichtige Bestandteile
1. Lufteinlassfilter
2. Luftkompressor,
Elektromotor und
Steuertafel
3. Luftbehandlung
(Ölabscheider,
Trockner,
Filtration)
4. Druckluftspeicher
5. Verteilernetz
Quelle: Improving air system performance DoE - Energy Efficiency and Renewable Energy
URL:http://www1.eere.energy.gov/manufacturing/tech_assistance/pdfs/compressed_air_sourcebook.pdf
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung
55
11
22
22
22
33
33 44
22
33
33
22
22
VerbraucherVerbraucher

11. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 11
Druckluftdurchfluss
- Unsachgemäßer Luftverbrauch
- Leckagen
Die Durchflussmenge hat einen direkten
Einfluss auf den Verbrauch
Der Druckluftdurchsatz ist abhängig vom
Verbauch
Daher muss folgendes vermieden werden:
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12. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 12
Unsachgemäßer Luftverbrauch
Pulvertransport bei geringem Druck
Lüftung
Bewegung von Flüssigkeiten
Reinigung im Allgemeinen
Entfernen von fehlerhaften Produkten
aus einer Linie
Gebläse
Mechanischer Arm
Elektrische Bürsten
Mechanische
Rührwerke
Lüfter; Gebläse
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13. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 13
Leckage
• Gründliche Untersuchung mit spezieller Ausrüstung
• Grobschätzung
Maßnahmen erforderlich bei mehr als 5% !!!
Wie den Verlust bewerten?
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14. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 14
Parameter die den Verbrauch
beeinflussen
• L ist die Arbeit,
• M ist die Massenströmungsrate der Luft,
• R ist die allgemeine Gaskonstante,
• T1 ist die Lufteintrittstemperatur (°K),
• β ist das Verhältnis zwischen dem Kompressionsenddruck und dem Beginn der
Kompression,
• m ist der Exponent der Transformation
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15. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 15
Wählen Sie eine geeignetes Level:
Die Zunahme um ein Bar des erzeugten Luftdrucks bewirkt eine
Steigerung von rund 7% des Energieverbrauchs.
Die Zunahme um ein Bar des erzeugten Luftdrucks bewirkt eine
Steigerung von rund 7% des Energieverbrauchs.
Wenn der Prozess zwei Druckniveaus erfordert ist es besser, zwei
Kompressoren anstelle von einem zu installieren (mit der Anforderung, den
niedrigsten Druck durch Reduzierventile zu erzielen).
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
MaximaldruckMaximaldruck
Der Betriebsdruck eines Kompressors beeinflusst direkt die Leistungsaufnahme
und den Energieverbrauch.
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16. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 16
• Erhöhung der Betriebskosten
• Kleine Durchmesser, geringere Installationskosten, mehr Verluste und damit
höhere Betriebskosten
Der Druckabfall des Verteilernetzes (Rohre) sollte nie zu einem Druckabfall
von mehr als 0,1 bar führen
• Das Oberflächenniveau der Schläuche beeinflusst die Druckverluste
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
DruckverlustDruckverlust
Der Druckabfall des Verteilernetzes (Rohre) sollte nie zu
einem Druckabfall von mehr als 0,1 bar führen
Der Druckabfall des Verteilernetzes (Rohre) sollte nie zu
einem Druckabfall von mehr als 0,1 bar führen
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17. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 17
• Arbeit geringeren Umfangs im Fall einer isothermen Umwandlung m = 1
• Die Arbeit ist größer im Fall einer adibaten Umwandlung m = 1.4
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
Art der UmwandlungArt der Umwandlung
Um sich einer Isotherme anzunähern, muss Wärme während der
Kompression abgeführt werden.
Um sich einer Isotherme anzunähern, muss Wärme während der
Kompression abgeführt werden.
Die abgeführte Wärme kann verwendet werden:
•Nur 10% des vom Kompressors verbrauchten Stroms wir in nutzbare Energie
umgewandelt, um die Luft zu komprimieren
•90% elektrische Energie wird in Wärme umgewandelt um beseitigt zu werden, aber
folgendes kann zurückgewonnen werden (beheizte Umgebung, vorgeheizte
Verbrennungsluft, aufgeheiztes Warmwasser, vorgeheiztes Prozesswasser)
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

18. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 18
Die Arbeit die vom Kompressor verrichtet wird, um die Luft zu verdichten, steigt
mit zunehmender Lufteintrittstemperatur.
•Die Eintrittstemperatur sollte so kurz wie möglich sein im Einklang mit den
aktuellen Umweltbedingungen
•Entnehmen Sie keine Luft aus dem Kompressionsraum oder einem anderen,
es ist immer am besten Luft von außen zu nehmen
•Der Ausgangspunkt sollte wenn möglich im Norden und in einem schattigen
Bereich liegen
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
LufteintrittstemperaturLufteintrittstemperatur
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

19. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 19
Die Luftqualität hängt von den Inhalten ab:
• Partikel
• Wasser (ausgedrückt in der Temperatur des Taupunktes der Druckluft)
• Öl (messen)
• Material des Leistungsnetzes und dessen Zustand
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
LuftqualitätLuftqualität
Die Luftqualität muss an die Prozessanforderungen angepasst
werden.
Luftqualität hat höhere Kosten.
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20. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 20
Wasser das Wasser kommt aus der Luftfeuchtigkeit der Luft
Wasser aus der Luft entfernen kann wie folgt durchgeführt werden:
- in der Kältetechnik
- Auf der lokalen Ebene Kondensatableiter
Die Kältetechnik ist effizienter aber teurer aus Sicht der Anlagen und Anwendungen
Die Kondensatableiter haben geringere Installationskosten, aber benötigen höhere
Wartungskosten und führen zu Luftverlusten
Partikel Materie kann durch Eingangsfilter entfernt werden
Das Öl kann durch Filter oder an der Quelle entfernt werden, Verwendung von öl freien
Kompressoren.
Die beiden Lösungen sollten in Abhängigkeit der verschiedenen Kosten ausgewertet
werden.
Die öl freien Kompressoren erhöhen die Installationskosten.
Die Filter erhöhen die Kosten für Betrieb und Wartung, die Filter sollten regelmäßig
geprüft werden.
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
LuftqualitätLuftqualität

21. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 21
1. Start - Stop (Leistung 5-10 kW)
2. Laufbelastung- Leerlauf - Stop (Leistung> 10 kW)
3. Drehzahlregelung von Kompressoren
Regulierungssysteme werden beeinflusst von:
• Übergroßen Kompressoren
• Steuerung der Kompressor Drehzahl
• Das Vorhandensein eines Druckluftspeicher
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
RegulierungssystemRegulierungssystem
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

22. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 22
• Erfüllt die plötzliche Nachfrage nach Luft
• Ermöglicht eine größere Stabilität des Drucklevels im Verteilernetz
• Reduziert Stop & Go des Kompressors
• Bietet die Dimensionierung des Kompressors unter dem Maximaldruckwert
• Bietet die Installationsoption sekundärer Speicher in der Nähe von isolierten
Anwendern und/oder starke Intervalle können berücksichtigt werden
Dimensionierung des Speichers
• Die Größe des Speichers hängt von den Veränderungen der Luftnachfrage ab
Die Größe sollte mindestens 10 mal so groß sein wie das Luftvolumen welches
vom Kompressor erzeugt wird (l/s)
• Die Speichergröße beeinflusst die Auslegung des Kompressors
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
LagertankLagertank
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

23. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 23
• Der Kompressor darf nicht überdimensioniert werden
• Speichertank
• Regelung der Kompressor Drehzahl
• Art des Kompressors
• Hohe Motoreneffizienz
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
Kompressor und KontrolleKompressor und Kontrolle
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

24. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 24
Erfassung von Daten über den Stromverbrauch
• Kann Ich besondere Maßnahmen durchführen? (Hohe Kosten, mehr
Genauigkeit)
• Kann ich die vorhandenen Daten verwenden? (kostengünstig, weniger
Präzision)
Parameter die den Verbrauch beeinflussen
Wie Sie mit dem Druckluftsystem umgehen müssenWie Sie mit dem Druckluftsystem umgehen müssen
Bewerten Sie die Druckluftkosten
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

25. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 25
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

26. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 26
Reduzierung der Leckagen
Was bewirkt ein Loch von 10mm in
einem Druckluftnetz (bei 7 bar Druck)?
a.Bis zu 10 kW Verlust
b.Bis zu 40 kW Verlust
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27. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 27
Loch ∅
(mm)
Durchflussrate bei
7bar (l/s)
Leistungsverlust
(kW)
1 1,2 0,4
3 11,1 4
5 31 10,8
10 124 43
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung
Reduzierung der Leckagen

28. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 28
Hohe Motoreneffizienz
Wie viel kann man mit dem Ersetzen
eines Standardmotors durch einen
hoch effizienten Motor sparen?
a. Bis zu 1%
b. Bis zu 5%
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29. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 29
Leistung [kW]
Hohe Motoreneffizienz
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

30. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 30
Reduzierung der
Luftansaugtemperatur
Wie viel Energie kann gespart werden
mit dem Kühllufteinlass 5°C?
a. Bis zu 2%
b. Bis zu10%
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

31. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 31
Die Fachliteratur berichtet, dass eine
Reduzierung von 5 °C der Eintrittstemperatur
des Kompressors (in Bezug auf die übliche
Temperatur) Einsparungen von 2%, der jährlich
verbrauchten kWh, ermöglichen kann.
Reduzierung der
Luftansaugtemperatur
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

32. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 32
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

33. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 33
Praxisbeispiel
Porsche Industrie
Beschreibung:
Im Jahr 1997 wurde das System der Drucklufterzeugung von "plant2" der deutschen
Automobilfabrik Dr. Ing. hc F. Porsche AG in der Nähe von Stuttgart aus einem
Schraubenkompressor - wassergekühlt (22,2 m3/min, FAD), plus vier
Hubkolbenkompressoren mit jeweils 15 m3/min aufgebaut.
Der maximale Betriebsdruck betrug 8,7 bar.
Eine Analyse der Druckluftanlage, die von Spezialisten einer Kompressorfabrik durchgeführt
wurde, vermerkte variierende Druckluftbedarfe zwischen 15 und 65 m3/min. Durch die
Verarbeitung aller relevanten Daten wurde eine neue Druckluftanlage mit einem
optimierten Einsatz von Energie definiert.
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34. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 34
Maßnahme:
Das neue System wurde in zwei Phasen, die nur luftgekühlte
Schraubenkompressoren beinhalteten, unterteilt.
Lastspitzen wurden mit der Verwendung von drei Maschinen mit einem
jeweiligen 5.62 m3
/min FAD zufriedengestellt, während die Grundlast mit vier
Kompressoren, mit einem jeweiligen FAD 16.4 m3
/min, ausgelegt wurde.
Alle sieben Verdichter werden von einem zentralen Steuerungssystem verwaltet.
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

35. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 35
Ergebnisse:
Die Optimierung des Druckluftsystems ermöglicht es Energiekosten zu
kalkulieren und Energieeinsparungen zu schaffen.
Der Betriebsdruck wurde von 8.5 auf 7.5 bar gesenkt und die spezifische
Leistung der gesamten Kompressionsstation von 8.19 auf 6.19 kW / (m3
/min)
reduziert.
Die Gesamteinsparung betrug 483000 kWh Strom pro Jahr.
Darüberhinaus wurden rund 55,000 € eingespart für den Nichtverbrauch von
Kühlwasser.
Die Optimierung des Druckluftsystems wurde mit einer angemessenen
Amortisationszeit realisiert.
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

36. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 36
Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung

37. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 37
 Vermehrter Energieverbrauch von Druckluft wird verursacht durch
technische Probleme sowie unsachgemäßes Verhalten.
 Durch eine Optimierung der Druckluftanlage sind Einsparungen von bis zu
35% möglich.
 Die Reduzierung von Leckagen kann Energieeinsparungen von bis zu 20%
bewirken.
 Die Einführung von hoch effizienten Motoren kann Energieeinsparungen von
bis zu 5% bewirken.
 Die Verminderung der Eintrittstemperatur von Kompressoren um 5 °C würde
Einsparungen von bis zu 2% des Jahresverbrauchs an kWh ermöglichen.
Wiederholung
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