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40 % Ersparnis bei Druckluftanlagen

| Autor/ Redakteur: Erwin Ruppelt und Daniela Koehler / Frauke Finus

Druckluftanlagen haben eine durchschnittliche Lebensdauer von rund 30 Jahren. Allerdings bleibt in dieser Zeit die technische Entwicklung nicht stehen. Ein Vergleich einer 30 Jahre alten und einer neuen Station zeigt: Wer modernisiert, kann die Energie- und Wartungskosten deutlich senken und die Zuverlässigkeit und Bedienkomfort erhöhen.

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Aus alt mach neu: Moderne Druckluftstationen nutzen alle technischen Möglichkeiten, um die Drucklufterzeugung so zuverlässig und energieeffizient wie möglich zu gestalten.
Aus alt mach neu: Moderne Druckluftstationen nutzen alle technischen Möglichkeiten, um die Drucklufterzeugung so zuverlässig und energieeffizient wie möglich zu gestalten.
( Bild: Kaeser )

Wie groß der Unterschied ist, zeigt der direkte Vergleich einer alten Anlage, wie sie bis vor kurzem noch immer bei einem Zulieferer für die Maschinenbauindustrie in Betrieb war, mit einer neuen, topmodernen Druckluftstation. Diese alte Anlage hatte einen durchschnittlichen Luftverbrauch von 8 m³/min und einen maximalen Luftverbrauch von rund 21 m³/min. Die Gesamtleistung aller Kompressoren lag damit bei rund 150 kW Antriebsleistung. Diese Leistung erbringt die Anlage seit rund 30 Jahren. Auch die Druckluftqualität, die heute benötigt wird, ist die gleiche wie bei der Installation. Ein ideales Beispiel, um herauszufinden, wie viel Geld sich einsparen lässt, wenn unter den gleichen Produktionsanforderungen eine komplett neue Anlage eingesetzt wird.

Richtig steuern

Der erste Blick fällt auf die reine Drucklufterzeugung. Statt der alten Geräte kommen moderne Kompressoren zum Einsatz, die unter anderem über integrierte Steuerungen verfügen. Sie bieten die Möglichkeit eines optimierten Einsatzes. Hätte man vor 30 Jahren für eine derartige Drucklufterzeugung drei 75 kW-Anlagen gewählt, so käme nun ein ganz anderer Ansatz zum Tragen. Die Kompressoren mit Hilfe einer maschinenübergreifenden Steuerung - wie zum Beispiel des Sigma Air Mangers 2 (SAM2) mit 3-D-Regelung - verbunden. Der Einsatz der internen und der maschinenübergreifenden Steuerungen erlaubt es, Kompressoren mit sogenannter Quadro- oder mit Dynamikregelung einzusetzen. Heute ist ein Spitzenlastsplitting oder die Kombination mit frequenzgeregelten Anlagen viel effektiver. Das heißt, es werden von vorn herein Anlagen unterschiedlicher Größe gewählt, die dann, je nach erforderlichem Luftverbrauch, entsprechend so zu- oder abgeschaltet werden, dass sich die effizienteste und gleichzeitig kostengünstigste Auslastung ergibt. Die Optimierung mit Hilfe der SAM2 hatte zur Folge, dass der Betriebsdruck von nahezu 8 bar um 1,5 Bar auf 6 bar abgesenkt werden kann. Mehr ist für die Produktion nicht erforderlich. Alleine durch diese Maßnahme können rund 10,4 % der Energiekosten oder 7706 Euro pro Jahr gespart werden.

Die Druckabsenkung hat darüber hinaus zur Folge, dass die Verluste durch Leckagen ebenfalls geringer werden. Diese Einsparungen belaufen sich auf rund 1010 Euro pro Jahr. Insgesamt würden also alleine durch den Einsatz von steuerungstechnischen Maßnahmen rund 8716 Euro im Jahr weniger Energiekosten anfallen. Nun bieten moderne Kompressorensteuerungen zusätzlich noch weitere Vorteile, wie effiziente Verdichterblöcken, Energiespar-IE3-Motoren, optimierten Kühlersysteme, integrierte Abscheidesystemen und minimierte Druckverluste. Durch diesen leistungsoptimierte Ausstattung der Kompressoren ergibt sich eine weitere Energieersparnis von 14.618 Euro.

Energiespartrockner einsetzen

Nach der Drucklufterzeugung ist die Druckluftaufbereitung ein weiterer Ansatz zur Optimierung. Bei der Altanlage wird nach ISO 8573 ein Drucktaupunkt Klasse 4 (das heißt plus 3 °C) benötigt. Die Luft muss also getrocknet werden. Werden die vorhandenen Kältetrockner durch heutige Energiespartrockener zum Beispiel der Baureihe Secotec ersetzt, so erbringt das weitere 4085 Euro Energiekostenersparnis mit sich.

Wärme nicht rausblasen

Ganz wichtig, aber häufig leider völlig unterschätzt oder übersehen, ist der Einsatz von Wärmerückgewinnung. Statt die ohnehin bei der Produktion von Druckluft entstehenden Kompressorenabwärme hinaus zu blasen und sie so ungenutzt zu lassen, kann man sie unterschiedlich zum eigenen Vorteil einsetzen. So kann zum Beispiel die Verwendung der Wärme für Heizwecke oder Arbeitsprozesse für ein dickes Kostenminus auf der Energierechnung sorgen. Im vorliegenden Fall waren es rund 35.000 Euro pro Jahr, die eingespart werden konnten (Berechnungsgrundlage war der Verbrauch von Heizöl mit einem Heizölpreis von 86 Euro pro Liter).

Fast 40 % Ersparnis

Wenn alle Einzelpunkte zusammengerechnet werden, summiert sich die Ersparnis im direkten Vergleich einer vor 30 Jahren optimal konzipierten Altanlage und einer optimalen neuen Druckluftstation auf über 27.000 Euro oder rund 37 % reine Energiekosten weniger, nimmt man die Ersparnis durch Wärmerückgewinnung hinzu sind es sogar rund 62.000 Euro oder 85 %.

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