Beitrag der Automatisierungstechnik zur Steigerung der Energieeffizienz von Kälteanlagen
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- Edwina Kraus
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1 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 1 2. Fachtagung Kälte- und Klimatechnik im Kontext der nationalen und internationalen Klimaschutzpolitik Beitrag der Automatisierungstechnik zur Steigerung der Energieeffizienz von Kälteanlagen ECKELMANN AG, Wiesbaden Geschäftsbereich Kälte- und Gebäudeleittechnik Frank Uhlemann
2 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 2 Gliederung > Energiebedarf Kälteanlagen > Energiemanagement Werkzeuge > Messtechnik Temperaturerfassung > Integrierte Systeme > Zusammenfassung
3 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 3 Eckelmann Highlights (weitere Geschäftsbereiche) Medizintechnik: Gehirntumor Behandlung Partner: Siemens Medicalcare, Universität Heidelberg, GSI
4 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 4 Verfügbarkeit von Primärenergie Quelle: ASPO, Schweden Studie 2004
5 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 5 Elektroenergiebedarf Kälteerzeugung 14 % vom Elektroendenergie-Verbrauch Sonstige 2,1 % Nahrungsmittel DKV-Statusbericht 22, 2002 Klimatisierung 22,7 % 8,9 % 66 Mrd. kwh el 66,3 % Industrie D, 1999
6 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 6 Elektroenergiebedarf Kälteerzeugung Antrieb: Elektroenergie KDK- Maschine (Hochtemperatur-) Wärme Kälte (Niedertemperatur- Wärme)
7 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 7 Thermodynamische und regelungstechnische Grundlagen Unterkühlen Verflüssigen Enthitzen 3 Entspannen Verdichten 2 4 Verdampfen 1 Q o Q c Beispiel: t a =10 C, T c =25 C, T 0,TK =-32 C ΔT 1K 3% P el W Einsparpotentiale: Verflüssiger >Auslegung der Anlage >Hoher Massenstrom bei kleinen Druckdifferenzen Verdichter -> Elektr. Expansionsventile Expansionsventil >Kreisprozess möglichst flacher Verlauf >T 0 möglichst hoch (Kälteverluste reduzieren) Verdampfer >T C möglichst tief (Randbedingung t a ) >Arbeitspunkt anpassen (Kennfeld, adaptiv) >Arbeitspunkt stabil halten -> stetige Regelung (FU, EEV)
8 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 8 Thermodynamische und regelungstechnische Grundlagen Unterkühlen 3 Entspannen Q c Verflüssigen Verdichten Enthitzen 2 Weitere Einsparpotentiale: >Wärmerückgewinnung >Intelligente Abtaukonzepte >Intelligente Scheibenund Rahmenheizung 4 Verdampfen 1 >Integrierte Konzepte Q o W
9 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 9 Forderungen an das Regel- und Überwachungssystem > Verteilung von der zentralen Kenngrößen im gesamten System > Leistungsfähiger und robuster Feldbus, z.b. CAN >Dynamische Anpassung der Sollwerte p c und p 0 > Stetige Regelung > Tools für ein aktives Energiemanagement (Betreiber, Anlagenbauer, Dienstleister) > Integrierte Lösungen, z.b. Gebäudeleittechnik > Ausführliche Dokumentation und Schulung um Möglichkeiten optimal nutzen zu können
10 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 10 Energiemanagement aus Sicht der Steuerungstechnik > Erfassung el. Energie und Leistung, Verbrauchsmengen Gas, Heizöl, Warmwasser > Überwachung Grenzwerte > Lastabwurf > Graphische und tabellarische Aufbereitung > Daten-Export zur beliebigen Weiterverarbeitung > Benchmarking > Verbesserungsmaßnahmen ableiten, umsetzen, Erfolgskontrolle Energiemanagement als Prozess und Daueraufgabe
11 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 11 PC- und Web-Werkzeuge Auf einen Blick
12 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 12 PC- und Web-Werkzeuge Anlagen übergreifende Problem- Schwerpunkte Benchmarking und Ranking
13 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 13 PC- und Web-Werkzeuge Werkzeuge Anlagenanalyse
14 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 14 PC- und Web-Werkzeuge Anlagenübersicht Reserven prüfen!
15 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 15 PC- und Web-Werkzeuge Werkzeuge Energiemanagement Anlagen vergleichen
16 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 16 PC- und Web-Werkzeuge Energiemanagement
17 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 17 PC- und Web-Werkzeuge Messwertgrafik: Verbundsteuerung Kontrolle der Anlagenauslegung
18 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 18 Temperaturen messen und regeln Bisher: > Temperaturmessung nicht im Warenbereich, meist nur Zu-/Rückluft > Wirkliche Temperaturen im Möbel sind abhängig von Lage und Beleuchtungssituation > Temperaturmessung bei Steckerfertigen Möbeln nicht im Innenraum möglich > Eingeschränkte Genauigkeit, Einfluss von Kabellängen, Abweichung bestenfalls 1 Grad Exakte Temperaturen sind ein Qualitätsmerkmal und sparen Energie!
19 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 19 Funksensoren Eigenschaften: > Warennahe Messung > Erheblich höhere Genauigkeit durch digitale Messtechnik > Universell einsetzbar, Temperaturbereich -40 bis +80 C >Kompakt, robust > Wartungsfrei, Batterie Lebensdauer Auslegung mind. 10 Jahre
20 Integrierte Lösungen: Wärmepumpen und Geothermie ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 20
21 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 21 Integrierte Lösungen: Gebäudeleittechnik Übergreifend!
22 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 22 Energievergleich Markt C 1900 m² nur Umrüstung GLT Verbrauch Elektrische Energie 2004/5 Fremd DDC 2006/7 E LDS Umrüstung einer Bestandsanlage aus 2003 auf integrierte Gebäudeleittechnik im Januar Einsparung/Jahr: kwh (12%) Ltr. Heizöl (35%) kwh Elektr. Energie: -> cts/kwh -> kg CO 0,622 kg/kwh Monat Heizöl: -> Euro -> kg CO 2
23 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 23 Zusammenfassung und Ausblick > Mehr Effizienz durch anspruchsvollere Anlagentechnik und Regelungstechnik ist bereits Stand der Technik > Möglichst Wärmerückgewinnung nutzen > Integrierte Lösungen nutzen (WP, GT, PV, GLT) > Aktives Energiemanagement als Daueraufgabe Einsparpotential 25% und mehr, dreifach wirksam: -> Umweltschutz (global warming) -> Ressourcenschutz -> Kosteneinsparung
24 ECKELMANN AG, Wiesbaden Ferrocontrol GmbH & Co. KG, Herford Eckelmann s.r.o., Tvrdonice eckelmann.de 24 Zum Schluss Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
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