Optimieren Sie Ihre Energiebilanz Energieeffiziente Lösungen rund um Ihre Druckluftversorgung

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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 (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 wertvoller Energieträger in der Industrie.Die Steigerung der Energieeffizienz ist eine der besten Möglichkeiten, steigende Energiepreise zu kompensieren.«christa Thoben, NRW-Wirtschaftsministerin»Rund 27,5 Mrd. kwh könnten jährlich durch den Einsatz energieeffizienter elektrischer Antriebstechnik in der Industrie eingespart werden.«zvei Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V., Frankfurt am Main Die Wirtschaftslage und politische Abkommen wie das Kyoto Protokoll und das 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 einer Anlage machen die Energiekosten ca. 80 % der Gesamtkosten aus. LCC eines Standardkompressors 77 % Energiebedarf Investition 2 % 9 % 12 % Wartung Installation 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 Druckluftanlage 8

9 Machen Sie sich ein Bild von Ihrer Druckluftanlage Katalogisierung der Druckluftkomponenten Anzahl der Verbraucher Druckluftqualität Erstellung eines Katasters Auflistung der Druckluftverbrauchsinformationen 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, bestehend aus: - Volumenstrommessung - Druckmessung Energiemessung, bestehend aus: - Gesamtenergiebedarf der Kompressorinstallation - Energieverbrauch der einzelnen Komponenten Leckageprüfung mit Ultraschall-Detektor - Dokumentation des Energieeinsparpotenzials pro Leckage Analyse Druckluftqualität: - Drucktaupunkt - Restölgehalt - Partikel - Drucklufttemperatur SPM-Schwingungsmessung Durch das Air-Audit! wird Ihr Systembetrieb 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 15 Leckagen Kleine Ursache große Wirkung

16 Leckagen Kleine Ursache große Wirkung Einer EU-Studie zufolge ( Compressed Air Systems In The European Union ) sind in 80 % aller Betriebe die Druckluftverteilsysteme das schwächste Glied innerhalb der Drucklufttechnik. Somit werden jährlich Tausende Euro an Energiekosten im wahrsten Sinne des Wortes verblasen. Leckageverluste betragen % 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 [m 3 /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 Diskontinuierlich - Volllast-Leerlauf-Aussetz-Regelung - Volllast-Aussetz-Regelung (bei kleineren Kolbenkompressoren) Kontinuierlich - Drehzahländerung - Ansaugdrosselregelung - Eintrittsleitapparat mit Dralldrossel (Turboregelung) ZIEL! Möglichst hohe Auslastung der Kompressoren: 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. 1 Komp. 2 Komp. 3 Komp. 4 Netzdruck LOKALE STEUERUNG ZENTRALE STEUERUNG DRUCKBANDKASKADE HOHE KOSTEN Durchschnittsdruck Erforderlicher Mindestdruck Zeit 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 Euro Gesamtkosten pro Jahr 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 und saisonal Duschen in der Regel zeitweise Nutzung Duschen Saisonale Nutzung Prozesswasser wie z. B. in der Textilfärberei - kontinuierlicher Prozesswasser Bedarf Prozess-Kesselspeisewasser meist kontinuierlich für die Dampferzeugung Kontinuierliche Nutzung Heizung Durch den Einsatz einer Wärmerückgewinnung sparen Sie Primärenergie. 27

28 Energierückgewinnung mit Kompressoren Nachkühler 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

30 30 Energiebilanz Wärmerückgewinnung bei Kompressoren

31 Maßnahmen, die greifen Beispiele aus der Praxis 31

32 Praxisbeispiel Zementwerk 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 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 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 Energieersparnis durch drehzahlgeregelte Kompressoren 29 % Ersparnis gegenüber Last-/Leerlaufregelung Euro/Jahr* Reduzierung des Netzdruckes um 0,5 bar Euro/Jahr* Zusätzlich 283 Tonnen CO 2 -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. * kwh elektrische Leistung erzeugen einen durchschnittlichen CO 2 -Ausstoß von ca. 0,62 Tonnen (Strommix). 34

35 Praxisbeispiel chemische Industrie 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 -> 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 Vier drehzahlgeregelte Schraubenkompressoren ölfrei verdichtend mit zusammen 640 kw Leistung Installation von Adsorptionstrocknern des Typs MD 400 Diese benötigen keine separate Fremdenergie - Das Trocknungsmittel wird über die Verdichterwärme regeneriert Installation einer Wärmerückgewinnung Anbindung der Daten der Druckluftstation an den internen Leitstand 36

37 Praxisbeispiel chemische Industrie Ergebnis Bereitstellung von bis zu 500 kw Heizleistung (durchschnittlich 400 kw) 80 C heißes Prozesswasser zum Vorwärmen der Trockn ungsluft Garantiert ölfreie Druckluft gemäß ISO Klasse 0 Kein Fremdenergiebedarf, konstant negativer Taupunkt der Trockner, dazu nahezu wartungsfrei Energieersparnis von Euro/Jahr Eine Kühlwassertemperatur von 80 C senkt im Schni tt unsere Energiekosten pro Tag um 500 Euro. 37

38 Praxisbeispiel Schmelzbetrieb Niederdruckanwendung Ausgangssituation Einsatz der Druckluft als Prozess- und Nachverbrennungsluft Dreischichtbetrieb, rund um die Uhr Betriebsstunden pro Jahr, Volumenstrom m 3 /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 Installation von sechs drehzahlgeregelten ZB-Turbokompressoren Vier ZB 160 VSD für die Prozessluft Volumenstrom max Nm³ - bis zu 1,6 bar Überdruck Zwei ZB 100 VSD für die Nachverbrennungsluft Volumenstrom max 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 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 Tonnen CO 2 -Reduktion/Jahr* bis Euro an Energiekosten sparen wir pro Jahr mit unserer neuen Druckluftstation. * kwh elektrische Leistung erzeugen einen durchschnittlichen CO 2 -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

43 43 Wir bringen Produktivität.

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