Pumpencheck - Weiterbildungskurse wie energieeffizient laufen meine Pumpen? Schweizerischer Brunnenmeisterverband

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1 Schweizerischer Brunnenmeisterverband Weiterbildungskurse 2010 Pumpencheck - wie energieeffizient laufen meine Pumpen? Campus Sursee, April 2010 Beat Kobel, Yann Roth Ryser Ingenieure AG

2 Gliederung Vortrag Ryser Ingenieure AG InfraWatt Stromverbrauch in der Gemeinde Pumpen die grössten Stromfresser Pumpencheck was ist da? Grobcheck Feincheck Pumpencheck Erkenntnisse Pumpencheck Ziele 2010 Pumpencheck-Aktion! 2

3 Ryser Ingenieure AG Unabhängige Gesellschaft beratender Ingenieure (Planungsbüro) Wasserversorgung Wasserentsorgung Energieberatung 3

4 EnergieSchweiz für Infrastrukturanlagen? InfraWatt Verein für Energienutzung aus Abwasser, Abfall, Abwärme und Trinkwasser Gründungsversammlung: 19. Januar 2010, Restaurant Fédéral in Bern 4

5 5 InfraWatt

6 InfraWatt Geschäftsführer & techn. Begleitgruppe Geschäftsführer: Ernst A. Müller Technische Begleitgruppe und Infostellen: Deutsch Beat Kobel Französisch Martin Kernen Italienisch Marco Tkatzik 7

7 Anteil Stromverbrauch der WV in der Gemeinde Pumpen in CH: m 3 /a H 2 O kwh/a CHF/a 8

8 Energie in der Wasserversorgung Hier setzt der Kostenaufteilung einer städtischen Wasserversorgung Pumpencheck an! Kostenstruktur einer städtischen WV in der CH Fixkosten (Kapitaldienst); 56% variable Kosten; 21% Quasi-Fixkosten (Personalaufwand); 23% Energiekosten; 4% Unterhalt, Reparaturen; 7% Betriebsmaterial, übriger Aufwand; 10% 9

9 Pumpen die grössten Stromfresser Jahreskosten einer Pumpe Energiekosten; 92% Optimierungspotential! Kapitalkosten; 6% Wartung und Unterhalt; 2% 10

10 Pumpencheck was ist das? Grobcheck (WV) & Feincheck Ziel: Energieeffizienz & Wirtschaftlichkeit erhöhen Ein internationales Forschungsprojekt, mitfinanziert vom BFE Fachhochschule Luzern Elektromotorenspezialist (OPAL) 2 internationale Pumpenhersteller 11

11 Grobcheck was wird gemacht? H Auslegung neue Pumpe auf heutigen Betriebspunkt Auslegungspunkt heutiger Betriebspunkt Q 12

12 Grobcheck Erhobene Grobcheckdaten (kann abgelesen werden): Nennleistung Motor Nenndrehzahl Motor Wirkungsgrad Motor bei Nennbelastung Nennstrom Motor Cos φ bei Nennbelastung Nennspannung Motor Pumpentyp Pumpenstufenzahl Fördermenge Pumpe Förderhöhe Pumpe Fabrikat / Hersteller Seriennummer Motor und Pumpe Jahresbetriebsstunden Durchschnittlicher Strompreis in CHF/kWh 13

13 Grobcheck 3 Messungen im Betriebspunkt (bei laufender Pumpe!): effektiv geförderte Menge Q effektiv im Betriebspunkt [l/s] effektive Förderhöhe H dynamisch im Betriebspunkt [m] Strommessung I 1, I 2, I 3 an den 3 Phasen im Betriebspunkt [A] Andere Beurteilungskriterien: - Wie alt ist die Pumpe? - In welchem Zustand ist die Pumpe? - Muss die Pumpe ohnehin ersetzt werden? - Treten betriebliche oder sonstige Probleme auf? - Sind beim Antrieb Optimierungspotenziale zu erkennen? - Sind beim Gesamtsystem Optimierungspotenziale zu erkennen? 14

14 15 Grobcheck - Eingabemaske

15 16 Grobcheck - Eingabemaske

16 17 Grobcheck - Eingabemaske Förderhöhe

17 Grobcheck - Resultat Jährliches Energieeinsparpotential [kwh/a & bezogen auf IST] Jährliches finanzielles Einsparpotential [CHF/a] Was passiert rechnerisch im Hintergrund? 18

18 Grobcheck - Resultate und Erkenntnisse Eingaben 6 WV, Daten zu 23 Pumpen Optimierungspotential 7-26% Einsparpotential: CHF/a pro Pumpe Erkenntnisse Förderhöhe schwierig Grobcheck lohnt sich für grosse Pumpen mit hohen Laufzeiten 19

19 20 Grobcheck Beispiel Resultat

20 Grobcheck - Aufwand Brunnenmeister 90% der Eingaben können abgelesen werden! 3 Messungen (Förderhöhe, Fördermenge & Stromstärke) Material: wenn nicht schon vorhanden: Strommessgerät Zeitlicher Aufwand: max. 1 Stunde pro Pumpe 21

21 Grobcheck 1. Grobcheck gemacht 2. Optimierungspotential vorhanden 22

22 Feincheck was wird gemacht? Spezialist mit Kenntnissen vom Gesamtsystem WV Messung des aktuellen Betriebspunktes Pumpenkennlinie mit Hilfe von mind. 3 Punkten messen. => Plausibilisierung der Daten aus dem Grobcheck. Beurteilung des mechanischen und elektrischen Zustandes des Motors und der Pumpe Systemanalyse => gesamtheitliche Betrachtung 23

23 Feincheck schematisches Vorgehen H Neuer Betriebspunkt mit neuer Pumpe Auslegungspunkt heutiger Betriebspunkt Q 24

24 Feincheckdaten Messungen an Motor: Spannung U Isolationswiderstand Motor Stromstärken I 1, I 2 und I 3 Cos φ Messungen an Pumpe: Effektiver Volumenstrom Q eff Manometrische Förderhöhe H mano Kennlinie der Pumpe (mindestens 3 Betriebspunkte) 25

25 Feincheckdaten Mechanischer Zustand: Vibration (Fast Fourier Transformation FFT) Ausrichtung Motor - Pumpe Kavitation (Net Pressure Suction Head NPSH) Wälzlagerzustand Allgemeiner Zustand (Rost, Öl, ) Dichtungen Systemanalyse: Betriebsart / Bewirtschaftung Steuerung 26

26 27 Feincheck Beispiel Resultat

27 28 Feincheck Beispiel Resultat

28 29 Feincheck - Resultat

29 30 Pumpencheck - Feedback

30 Zusammenfassung - Erkenntnisse Energetische Einsparpotentiale erheblich. Es muss alles unternommen werden, um den Energieverbrauch zu minimieren. Messung der dynamischen Förderhöhe H mano nicht unproblematisch Alte Pumpen sind effizienter als neue: vor einem Ersatz gut überlegen! 31

31 Zusammenfassung - Sparmassnahmen 1. Alle neuen Motoren: Standard IE3 oder höher. Energieeinsparpotential: 3 15 %! Alt:? Eff1 Eff2 Eff3 32

32 Zusammenfassung - Sparmassnahmen 2. Pumpen-/Motorenersatz: vorgängig einen Grob-/Feincheck durchführen. 3. Frequenzumrichter (FU): Verluste! 4. Bitte-bitte-bitte: eine neue Pumpe mit Hilfe des Pumpenschildes der alten Pumpe zu ersetzen: das ist SCHNEE VON GESTERN! 33

33 Pumpencheck - Ziele 2010 Bis Ende 2010 zwei Pumpen ersetzen Erfolgsmessungen an ersetzten Pumpen durchführen 34

34 Pumpencheck Aktion! EnergieSchweiz für Infrastrukturanlagen offeriert einen Grobcheck für pauschal CHF pro Pumpe 35

35 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? InfraWatt 36

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