ComVac: Energieeffiziente Drucklufterzeugung und -verteilung - Jeden Kubikmeter möglichst sinnvoll nutzen

Hannover (ots) - Druckluft spielt als Energieträger in vielen
Produktionsprozessen eine wichtige Rolle. Die Aussage "Druckluft ist
sowieso vorhanden" verdeckt den Blick auf die Energieeffizienz der
dahinterstehenden Drucklufterzeugung, -aufbereitung und -verteilung.
Auf der ComVac, internationale Leitmesse der Druckluft- und
Vakuumtechnik im Rahmen der HANNOVER MESSE 2011 (4. bis 8. April),
zeigen Aussteller, wie sich Bedarf und Erzeugung in Einklang bringen
lassen. Denn auf diese Weise können Unternehmen ihre
Produktionskosten senken und damit ihre Wettbewerbsfähigkeit
steigern.

Analyse des tatsächlichen Druckluftbedarfs

Der erste Schritt hin zu einer energieeffizienteren
Drucklufterzeugung und -verteilung ist die genaue Analyse des
Ist-Zustandes mit Bedarfsmessung. Dabei wird der Druckluftverbrauch
einschließlich aller Schwankungen genau bestimmt. Zudem kann das
Leitungsnetz näher in Augenschein genommen werden; Leckagen lassen
sich beispielsweise per Ultraschall orten. Liegen alle Daten vor,
lässt sich ermitteln, welche Investitionen sich empfehlen und wie
schnell sich diese rechnen.

Beispiel Leitungssystem: Dass Leckagen ungenutzt Druckluft - und
damit Energie - entweichen lassen, liegt auf der Hand. Dass aber auch
der Querschnitt der Leitungen groß genug sein muss, zeigt das
Beispiel der Druckluftwerkzeuge. Diese sind von den Herstellern auf
einen bestimmten Fließdruck hin optimiert, bei dem der Wirkungsgrad
der Geräte optimal ist. Sinkt beispielsweise beim Schleifen der Druck
um etwa 1 bar ab, kann die Nennleistung bereits um ein Viertel
fallen. Das führt zu einigen Nachteilen, denn Werker und Kompressor
müssen länger arbeiten - beides kostet Geld. Zu kleine Querschnitte
finden sich in der Praxis häufiger als gedacht, selbst bei einer
ursprünglich ausreichenden Auslegung des Leitungsnetzes. Denn nicht
selten werden die Installationen nach und nach erweitert, und
ursprünglich nicht vorgesehene Werkzeuge nutzen die vorhandene
Leitung mit - wodurch diese schnell überfordert ist.

Optimiertes Druckluftmanagement

Höchstmögliche Energieeffizienz jeder einzelnen
Druckluft-Systemkomponente ist zwar eine notwendige, aber noch
keineswegs hinreichende Voraussetzung für die optimierte
Energieeffizienz des Gesamtsystems Druckluft. Mit Ausnahme von
kontinuierlich ablaufenden Prozessen der Verfahrenstechnik weist das
per Analyse gewonnene Bedarfsprofil üblicherweise Schwankungen auf,
etwa abhängig von der Anzahl der Mitarbeiter pro Schicht
beziehungsweise der Abläufe in der Fertigung. Abhängig von einer
Energiekostensimulationsberechnung kann es fallweise sinnvoll sein,
einen drehzahlgeregelten Kompressor in ein Gesamtkonzept zu
integrieren. Eine Entscheidung darüber, ob ein drehzahlgeregelter
Kompressor integriert wird oder eine Splitting-Lösung die
wirtschaftlich sinnvollere Lösung ist, sollte auf jeden Fall immer
davon abhängig gemacht werden, welche Lösung letztendlich die
effizienteste ist.

Bei einem höheren Bedarf empfiehlt sich dann der Einsatz einer
übergeordneten Steuerung. Der Vorteil hier: Mehrere Kompressoren
lassen sich in einer Station aufeinander abgestimmt betreiben.
Abhängig von der im Vorfeld ermittelten besten Lösung kann zum
Beispiel durch Lastverteilung (Splitting) auf mehrere Kompressoren
unterschiedlicher Größe das Lastverhalten wirtschaftlicher gestaltet
werden. Es ist damit aber auch möglich, eine drehzahlgeregelte
Maschine für die variable Last wirtschaftlich zu regeln, indem man
sie mit kleinen Festdrehzahl-Kompressoren kombiniert, die für die
Abdeckung der Grundlast zuständig sind. Der Vorteil solcher
Steuerungen ist nicht nur darin zu sehen, dass sie mehrere
Kompressoren steuern (bei Bedarf auch mehrere drehzahlgeregelte),
sondern dass sie durch vorausschauende Schalthandlungen
Schaltverluste und Regelverluste vermeiden und durch adaptives
Verhalten immer den energieeffizientesten Kompressor zuschalten.

Eine solchermaßen zentral angeordnete Druckluftstation bietet dem
Betreiber zahlreiche Pluspunkte, sofern nicht extrem lange Leitungen
für eine dezentrale Versorgung sprechen. Lassen sich alle
Kompressoren in einer oder wenigen Stationen bündeln, vereinfacht das
nicht nur Service und Wartung. Da bei der Verdichtung vor allem Wärme
entsteht, kann ein System zur Wärmerückgewinnung die
Energiekostenrechnung weiter senken. Denn dadurch sinkt auch der
Brennstoffverbrauch (in der Regel Gas, Öl oder Kohle) anderer
Systeme. Auf diese Weise lassen sich günstig etwa Duschwasser
erwärmen oder die Heizanlage unterstützen. Noch besser geeignet ist
der Einsatz in Branchen mit kontinuierlich laufenden
Fertigungsprozessen. Denn die zurückgewonnene Wärme kann der
An¬wender dann das ganze Jahr über verwenden - und damit den
Kohlendioxidausstoß direkt reduzieren, was auch im Zusammenhang mit
Umweltmanagementsystemen Vorteile bietet.

Ist die Druckluftversorgung optimiert, kommen weitere Aspekte
hinzu, die ebenfalls aus energetischer Sicht von Bedeutung sind. An
erster Stelle steht die Wahl der richtigen Trockner. Abhängig vom
benötigten Drucktaupunkt kommen Kälte- oder Adsorptionstrockner zum
Einsatz, gegebenenfalls lohnt sich auch die Umschaltung von Sommer-
auf Winterbetrieb. Will heißen: Im Sommer kann es ausreichend sein,
nur mit Kältetrocknern zu arbeiten. Sinken dann im Winter die
Temperaturen, können Adsorptionstrockner den dann erforderlichen
tieferen Drucktaupunkt sicherstellen.

Nutzen von Kompressionsabwärme

Ein zusätzliches ganz erhebliches Energieeinsparpotenzial
erschließt sich über Wärmerückgewinnung. Nicht weniger als hundert
Prozent der zugeführten Antriebsenergie eines Kompressors werden in
Wärme umgewandelt. Für eine möglichst umfassende Rückgewinnung und
weitere Nutzung dieser Energie sind sowohl luft- und fluidgekühlte
Schraubenkompressoren als auch wassergekühlte ölfrei verdichtende
Kompressoren hervorragend geeignet. Am einfachsten und effizientesten
ist es, die vom Kompressor erwärmte Kühlluft direkt zu nutzen. Ein
Luftkanalsystem leitet die Warmluft in benachbarte Lagerräume oder
Werkstätten. Natürlich lässt sich die Kompressorabwärme auch in
vorhandene Warmwasserheizsysteme und Brauchwasseranlagen einspeisen.
Je nach Verdichtungsprinzip und Kühlung ist dadurch ein Großteil der
installierten Kompressorleistung wärmetechnisch nutzbar.

In vielen Anlagen der Druckluftversorgung steckt noch einiges
Einspar-Potenzial - nicht nur hinsichtlich der Energieeffizienz. Wer
Druckluft nicht nur als 'sowieso vorhanden' sieht, kann hier mit
wenig Mühe schnell seine laufenden Ausgaben deutlich reduzieren. Über
eine genaue Bedarfsanalyse lässt sich der Vorteil auch gut
quantifizieren und bewerten. Das Plus dabei: Wer auf diese Weise
seine Ausgaben für elektrische Energie oder fossile Brennstoffe
senkt, reduziert nicht nur die eigenen Kosten. Gleichzeitig sinkt
auch der Kohlendioxidausstoß.

Besucher der ComVac können sich zu diesen Themen vom 4. bis 8.
April 2011 in Hannover schnell einen Überblick verschaffen. Ein
zentraler Anlaufpunkt ist dabei der ComVac Eco-Park - ein
Pilotprojekt der Deutschen Messe AG als Veranstalterin sowie des
Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA). Hier
können Interessierte sehr leicht in die aktuellen Themen der
Druckluft- und Vakuumtechnik einsteigen. Stetig steigende
Energierechnungen verlieren damit ihren Schrecken.

Über die HANNOVER MESSE

Das weltweit bedeutendste Technologieereignis wird vom 4. bis 8.
April 2011 in Hannover ausgerichtet. Die HANNOVER MESSE 2011 vereint
13 Leitmessen an einem Ort: Industrial Automation, Motion, Drive &
Automation, Energy, Power Plant Technology, Wind, MobiliTec, Digital
Factory, ComVac, Industrial Supply, CoilTechnica, SurfaceTechnology,
MicroNanoTec und Research & Technology. Die zentralen Themen der
HANNOVER MESSE 2011 sind Industrieautomation, Energietechnologien,
Antriebs- und Fluidtechnik, industrielle Zulieferung und
Dienstleistungen sowie Zukunftstechnologien. Frankreich ist das
Partnerland der HANNOVER MESSE 2011.

Ansprechpartnerin für die Redaktion:
Tanja Gerhardt
Tel.: +49 511 89-31012
E-Mail: tanja.gerhardt@messe.de