Dass Druckluft ein teurer Energieträger ist, ist allgemein bekannt. Die Kosten für die Erzeugung und Nutzung von Druckluft sind hoch, da sie einen erheblichen Energieaufwand erfordern. Neben der Notwendigkeit, möglichst energieeffiziente Kompressoren einzusetzen, die den Energieverbrauch minimieren und die Betriebskosten senken, ist es ebenso wichtig, Maschinenabwärme, z.B. mit Wärmepumpen und Wärmerückgewinnungs-Systemen effizient zu nutzen. Darüber hinaus gibt es noch weitere Stellschrauben, den Druckluftverbrauch zu minimieren. Welche das sind, erfahren Sie in diesem Artikel.
Dieser Artikel wurde fachlich von Philipp Wüllner, Business Development Manager, geprüft. Er ist Ingenieur für Maschinen- und Automatisierungssysteme und verantwortlich für das lokale Produktmanagement von Kompressoren.
Die Druckluftverbrauchs-Optimierung umfasst im Wesentlichen:
Wenn Sie Druckluft sparen möchten, sollten Sie im ersten Schritt Ihren Verbrauch genau kennen.
Denn Ihr individuelles Verbrauchsprofil ist entscheidend, um eine Energieberatung auf die Ist-Situation vor Ort abzustimmen.
Dazu führen Energieberater oder Druckluftspezialisten eine Messung der Leistungsaufnahme des Kompressors durch. Dies kann im laufenden Betrieb, über einen gewissen Zyklus geschehen, der für Ihr Unternehmen repräsentativ ist.
Mit den erfassten Daten können Muster erfasst werden, die Schwachstellen, bzw. Potentiale aufdecken, um Druckluft zu sparen.
Eine solche Messung müssen Sie nicht selbst durchführen. Hersteller bieten diese Analyse in vielen Fällen kostenlos an und führen diese während des laufenden Betriebs vor Ort in der Produktion durch.
Als Ergebnis erhalten Sie eine Liste mit gezielten Maßnahmen zur Senkung des Druckluftverbrauchs, bzw. zur Optmierung des Energieaufwands.
Leerlaufzeiten entstehen, wenn der Kompressor läuft, aber keine Druckluft benötigt wird. Dies führt zu unnötigem Energieverbrauch und erhöhten Betriebskosten.
Ein effektiver Weg, um Leerlaufzeiten zu minimieren, ist die Implementierung eines intelligenten Steuerungssystems. Solche Systeme können den Betrieb des Kompressors automatisch an den tatsächlichen Luftbedarf anpassen. Beispielsweise kann der Kompressor in den Stopp-Modus wechseln, wenn kein Luftbedarf besteht, und sich vollständig abschalten, wenn die Motortemperatur es zulässt
Ein besserer Ansatz ist die Nutzung von Kompressoren mit variabler Drehzahl. Diese Kompressoren passen ihre Leistung flexibel an den aktuellen Bedarf an und reduzieren so die Übergangsverluste, die bei herkömmlichen Kompressoren mit fester Drehzahl auftreten. Durch den Einsatz von VSD-Kompressoren lassen sich in der Regel noch mehr Energieeinsparungen vornehmen, als durch den Einsatz intelligenter Steuerungssysteme in Kombination mit Lasleerlauf-Kompressoren. Beim Einsatz mehrerer Kompressoren ist ein Steuerungssystem in Kombination mit VSD-Kompressoren, in den meisten Fällen die energieeffizienteste Lösung.
Ein Druckband bezeichnet den Bereich des Betriebsdrucks, innerhalb dessen ein Kompressor arbeitet, um den gewünschten Druck aufrechtzuerhalten:
Mit der Absenkung von nur einem bar, können Sie bereits erhelbliche Einsparungen erzielen.
Als Fausformel gilt für die meisten Kompressoren: Jedes eingesparte bar Druck, verringert Ihren Stromverbrauch um 7%.
Wie Sie sehen: Der Satz "Viel hilft viel", ist hier eher unzutreffend. Ein zu groß dimensionierter Kompressor kann über die Zeit teure Folgen haben. Daher sollte Ihre Druckluftstation immer genauestens an Ihren individuellen Druckluftbedarf angepasst sein.
Arbeitet der Kompressor also in einem engeren Druckband, wird der Energieverbrauch gesenkt und Sie Sparen bares Geld.
Auch durch den Einsatz übergeordneter Steuerung kann eine Optimierung des Drucks erreicht werden.
Durch die Implementierung einer übergeordneten Steuerung bei Kompressoren kann eine präzise Regelung und Überwachung des Drucks erreicht werden. Diese Steuerung ermöglicht es, den Betriebszustand der Kompressoren kontinuierlich zu überwachen und Anpassungen in Echtzeit vorzunehmen. Dadurch wird nicht nur die Effizienz der Kompressoren verbessert, sondern auch die Lebensdauer der Geräte verlängert. Zudem können durch die zentrale Steuerung Lastspitzen vermieden und der Energieverbrauch optimiert werden.
klassiche Schraubenkompressoren, auch als Lastleerlaufmaschinen bezeichnet funktionieren grob gesagt nach dem Prinzip: An - Aus. Wird Druckluft benötigt, schalten sie in den Lastbetrieb. Wird keine Druckluft abgenommen, gehen sie in den Leerlaufbetrieb über. Die Crux: Im Leerlaufbetrieb verbrauchen sie auch eine erhebliche Menge Strom. VSD Kompressoren regeln die Leistungsaufnahme, bzw. den Stromverbrauch an die Abnahmemenge. Das heißt, in Phasen niedrigen Druckluftverbrauchs, wird auch der Stromverbrauch reduziert. Der Einsatz solcher Kompressoren kann erhebliche Mengen an Druckluft einsparen.
Mit intelligenter Kompressorsteuerung harmonisieren Sie das Zusammenspiel mehrerer Kompressoren anhand energetischer Parameter.
Während die sogenannten übergeordneten Steuerung sicherstellen, dass jederzeit ausreichend Druckluft für Ihre Prozesse zur Verfügung steht, regeln Sie auch, dass keine unnötige Überproduktion entsteht und sorgen so dafür, dass Druckluft eingespart wird.
Nehmen Sie an, Sie haben tags und nachts einen kontinuierlichen Grundverbrauch an Druckluft. Tagsüber ist jedoch produktionsbedingt der Verbrauch höher mit signifikanten Spitzen.
Sie entscheiden sich dafür, das hohe Grundrauschen mit einem ökonomischen Lastleerlaufkompressor abzudecken und die schwankenden Spitzen mit einem drehzahlgeregelten VSD-Kompressor aufzufangen.
Die Übergeordnete Steuerung harmonisiert das Zusammenspiel beider Kompressoren, so dass die Effizienz der Anlage nachhaltig gewährleistet ist und die Lebensdauer des Kompressors verlängert werden kann.
Übergeordnete Steuerungen nutzen also fortschrittliche Technologien wie künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, um systematische Prozesse zu optimieren und effizienter zu gestalten
>Lesen Sie auch folgende Artikel zu Monitoring/Steuerung von Druckluftkompressoren:
Unter Leckagen versteht man Undichtigkeiten im Druckluftleitungssystem, durch die die teuer erzeugte Druckluft entweichen kann, bevor sie ihrem Bestimmungsort zugeführt werden kann.
Vor allem Korrosion ist der schlimmste Feind der Druckluftleitung und oftmals der Grund für Leckagen in Druckluftrohren.
Leckagen können jedes Jahr mehrere Tausend Euro Schaden anrichten, denn die teuer hergestellte Druckluft, verschwindet meistens unbemerkt durch das undichte Leitungsnetz.
Kurzfristig kann dieser Verlust an Druckluft durch eine Mehrerzeugung ausgeglichen werden. Auch eine Druckerhöhung kann notwendig werden. Wie wir oben gelesen haben, erhöht jedes erzeugte bar Druck, die Stromrechnung um 7% - diesen Druckluftverbrauch sollten Sie sich sparen:
Mit einer Leckageortung spüren Sie Undichtigkeiten im Druckluftleitungsnetz auf, so dass sie lokalisiert und repariert werden können. Die Regelmäßige Inspektion der Druckluftrohre ist daher absolut empfehlenswert.
Beachten Sie also folgende Tipps zur Vermeidung von Leckagen:
Zu viele Druckminderer im Druckluftsystem können ein Indikator für ineffiziente Druckluftnutzung und Verschwendung sein. Druckminderer werden eingesetzt, um den Druck in bestimmten Bereichen des Systems zu reduzieren, was oft notwendig ist, um empfindliche Geräte zu schützen oder spezifische Anforderungen zu erfüllen. Wenn jedoch zu viele Druckminderer installiert sind, kann dies darauf hindeuten, dass das System insgesamt mit einem zu hohen Druck betrieben wird. Ein hoher Systemdruck führt wie oben beschrieben zu erhöhtem Energieverbrauch und verstärkt zusätzlich auch die Auswirkungen von Leckagen.
Durch eine sorgfältige Analyse und Optimierung des Druckluftsystems kann der Bedarf an Druckminderern reduziert und somit die Effizienz gesteigert werden.
Bei der Erzeugung von Druckluft entsteht Wärme, die effizient genutzt werden kann. Durch den Einsatz von Wärmepumpen und klassischer Wärmerückgewinnung lässt sich diese Abwärme sinnvoll einsetzen, um Energie zu sparen und die Betriebskosten zu senken.
1. Wärmepumpen: Wärmepumpen nutzen die Abwärme des Kompressors, um sie auf ein höheres Temperaturniveau zu bringen und für Heizzwecke oder industrielle Prozesse zu verwenden.
2. Klassische Wärmerückgewinnung: Die Abwärme wird direkt genutzt, z.B. durch die Erwärmung von Wasser oder die Beheizung von Räumen.
Beide Systeme können bei den richtigen Bedingungen schnell bares Geld sparen. Falls Sie Interesse haben, Armortisationsrechnungen für Ihre Situation vor Ort zu erhalten, sprechen Sie uns gerne an oder besuchen Sie eins unserer kostenlosen Webinare.