Energieeffiziente Pumpen in Industrie und Gewerbe

Transkript

1 Energieeffiziente Pumpen in Industrie und Gewerbe Lebenszykluskosten optimieren Dipl.-Ing. (FH) Frank Räder GRUNDFOS GmbH

2 GRUNDFOS AUF EINEN BLICK Umsatz Anzahl Mitarbeiter R&D Investitionen Produzierte Pumpen Produktionsgesellschaften Vertriebsgesellschaften ,250 Mrd. EUR ,2% des Nettoumsatzes ca. 16 Millionen HQ, Bjerringbro, Dänemark

3 Grundfos Pumpenfabrik in Wahlstedt

4 Lebenszykluskosten optimieren Elemente der Lebenszykluskosten Lebenszykluskosten sind die Summe aller Kosten, die über den gesamten Nutzungszeitraum anfallen Anschaffungskosten Installationskosten Energiekosten Wartungskosten Ausfallkosten Umweltkosten Betriebskosten Außerbetriebnahmekosten

5 Lebenszykluskosten optimieren Lebenszykluskosten bestehen bei Pumpensystemen zu ca. 85 % aus Energiekosten!

6 Effizienz Deshalb im Fokus: Die Energie-Effizienz der Pumpensysteme Gebäudetechnik Industrie und Gewerbe

7 Effizienz Energieeffizienz von Pumpensystemen Drei entscheidende Kriterien: - Wirkungsgrad von Pumpe und Motor - Auslegung von Pumpe und Motor - Betriebsweise im hydraulischen System

8 Wirkungsgrad Energieeffizienz von Pumpensystemen Drei entscheidende Kriterien: - Wirkungsgrad von Pumpe und Motor - Auslegung von Pumpe und Motor - Betriebsweise im hydraulischen System

9 Wirkungsgrad Entscheidend ist, was hinten rauskommt! Wirkungsgrad η = P ab P zu

10 Klassifizierung von Nassläuferpumpen und Pumpenmotoren Bewertung anhand von Effizienz-Klassifizierungen: Nassläufer Trockenläufer

11 Klassifizierung von Nassläuferpumpen Europump-Klassifizierungsschema für Heizungs-Umwälzpumpen: Lastprofil Grundfos ALPHA2 und MAGNA mit AutoADAPT-Funktion

12 Klassifizierung von Nassläuferpumpen Europump-Klassifizierungsschema für Heizungs- Umwälzpumpen: Energie-Effizienz-Index (EEI) EU-Durchführungsverordnung 641 vom : ab 2013: IEE < 0,27 ab 2015: IEE < 0,23 Der Energie-Effizienz-Index EEI wird berechnet als EEI = P L,avg / P ref P L,avg P ref = Gewichtete Durchschnittsleistungsaufnahme = Referenzleistungsaufnahme

13 Trockenläufer Bewertung von Trockenläufern (Motoren)

14 Klassifizierung von Trockenläuferpumpen Nach welcher Zeit haben die Stromkosten den Anschaffungspreis eines 3 kw Motors bei Dauerlauf erreicht? 24 Tage! Vgl. 15 cent 24d*24h x 3kW x 0,15 /kwh =259,00 Vgl. 10 cent 24d*24h x 3kW x 0,10 /kwh =172,80

15 Klassifizierung von Trockenläuferpumpen Klassifizierung von Motoren gemäß CEMEP/EU Grundfos tronic

16 Klassifizierung von Trockenläuferpumpen Vergleich Energiekosten EFF1 und EFF2 Beispiel: Motorleistung P 2 = 5,5 kw (Dauerbetrieb) Eff2-Motor: η =86% Eff1-Motor: η =90% Aufgenommene Leistung: P 1 = P 2 η motor Eff2-Motor: P 1 = 6,4 kw Eff1-Motor: P 1 = 6,1 kw Der Unterschied: h/jahr * 0,3 kw = kwh / Jahr h/jahr * 0,3 kw * 0,20 /kwh = 525,60 Euro / Jahr

17 Motoren-Klassifizierung der IEC International Efficiency (IE) Effizienzklasse IE EFF Super Premium Efficiency Premium Efficiency IE4 IE3 Vorschrift ab 2015 *1) Vorschrift ab 2011 *1) High Efficiency IE2 EFF1 Standard Efficiency IE1 EFF2 Below Standard Efficiency - EFF3 IEC: International Electrotechnical Commission (Normungsgremium) *1) Details siehe EU-Durchführungsverordnung 640 vom

18 Auslegung von Pumpen Energieeffizienz von Pumpensystemen Drei entscheidende Kriterien: - Wirkungsgrad von Pumpe und Motor - Auslegung von Pumpe und Motor - Betriebsweise im hydraulischen System

19 Auslegung von Pumpen Betrieb der Pumpe möglichst in der Nähe des Wirkungsgrad-Bestpunktes! Pumpen-Wirkungsgrad am Wirkungsgrad- Bestpunkt: 71,8 % Pumpenwirkungsgrad am Betriebspunkt 41,5 %

20 Einsatz regelbarer Pumpen Energieeffizienz von Pumpensystemen Drei entscheidende Kriterien: - Wirkungsgrad von Pumpe und Motor - Auslegung von Pumpe und Motor - Betriebsweise im hydraulischen System

21 Einsatz regelbarer Pumpen Pumpen mit variabler Drehzahl

22 Einsatz regelbarer Pumpen Das Einsparpotenzial P = Q * H * ρ * g Auslegungspunkt Pumpenkennlinie Anlagenkennlinie Q

23 Einsatz regelbarer Pumpen Einfluss des Lastprofils % 30 % 40 % 20 %

24 Einsatz regelbarer Pumpen Konstantdruckregelung Leistungsanpassung P 1 : 5.0 kw bis 15 kw

25 Einsatz regelbarer Pumpen Hydraulik-Kreisläufe in der Kältetechnik Generell gilt für ein geschlossenes System: Die gesamte an die Pumpenwelle übertragene Leistung wird vom System in Wärme umgewandelt! Die erforderliche Kälteleistung erhöht sich entsprechend.

26 Energetische Optimierung von Bestandsanlagen GRUNDFOS PUMP AUDIT

27 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Mess- und Analyse-Geräte Energiemesser bis 750 V, bis 1000 A Ereigniszähler z.b. Pumpenein- ausschaltungen Datenlogger Volumenstrommesser Für Nennweiten von mm für Flüssigkeieten von -20 bis +125 C 1 digitaler und 1 Analogausgang Analoge Sensoren Druck, Temperatur, Füllstand, etc.

28 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Messung der Leistungsaufnahme der Pumpen

29 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Ultraschall-Sensorik zur Erfassung des Förderstroms Q

30 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Druck-Sensorik zur Erfassung der Förderhöhe H

31 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Simulation und Analyse unterschiedlicher Betriebszustände Die Anlage wird in unterschiedliche Betriebszustände versetzt und die Reaktion der Messdaten erfasst und ausgewertet.

32 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Datenauswertung und Darstellung der realen Lastzustände Förderstrom in % Die Analysedaten geben Aufschluss über das echte Belastungsprofil der Anlage Betriebsstunden

33 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Analyse-Software: Erstellung des Belastungsprofils Auswertung der Messdaten: Konvertierung des gemessenen Belastungsprofils in ein Belastungsprofil mit frei wählbaren Förderstrom-Bereichen. Durchführung eine Vergleichsanalyse der bestehenden Anlage mit einem neuen System

34 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Dimensionierung, Kostenermittlung, Amortisationsrechnung Korrekte Dimensionierung eines effizienten Pumpensystems, Kostenermittlung und Amortisationsrechnung wird mit dem Softwaremodul WINCAPS durchgeführt.

35 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Konkret: Beispiel Deutsche Bahn Dessau Auszug aus dem Projektbericht:

36 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Konkret: Beispiel Deutsche Bahn Dessau Auszug aus dem Projektbericht: Heizungspumpen Halle 2, Realisierung 2009

37 GRUNDFOS PUMP AUDIT in der Praxis Konkret: Beispiel Deutsche Bahn Dessau Auszug aus dem Projektbericht: Brunnenpumpe für Reinigungswasser, bereits gekauft.

38 Verbrennen Sie nicht Ihre Kohle!

39 Vielen Dank für Ihr Interesse! Frank Räder Reiner Baumann