Energieeffizienz - verblüffende Potentiale bei hydraulischen Systemen
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- Daniela Sauer
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Transkript
1 Energieeffizienz - verblüffende Potentiale bei hydraulischen Systemen Rainer Behrendt Parker Hannifin - Segmentvertriebsleiter
2 2
3 Welcher Anteil der Maschinen-Stromanschlussleistung wird von der Hydraulik aufgenommen? 3 (0) 5 10% 40 60% 40 70%
4 Strategie/Komponenten/Ausführung 4
5 Wirkungsgrad der Gesamthydraulik 5 η Hydraulik: 5% 65%
6 Nutzleistung 5 65% 0,6 0,95% Energiewandlung Hydraulik - Bewegung 0,8 0,9% Hydraulische Verbindungstechnik 0,7 0,8% Hydraulische Steuerung 0,8 0,9% Hydraulische Verbindungstechnik 100% 0,2 0,8% Energiewandlung Strom - Hydraulik 6 Zugeführte Leistung
7 Einflussfaktoren 7 Womit erreicht man was mit welchem Aufwand?
8 Dimensionierung Rohr-/Schlauchgröße Druckleitung 10m Leitungslänge, ø20mm p = 250bar Öldruck@100l/min grüne Kennlinie, 6m/sec, 0,25bar/m Δp = 2,5bar P = 0,5kW Verlust 8 Druckleitung 10m Leitungslänge, ø10mm p = 250bar Öldruck@50l/min rote Kennlinie, 10m/sec, 1,25bar/m Δp = 12,5bar P = 1,0kW Verlust
9 Dimensionierung Auswahl Verbindungselemente 9
10 Dimensionierung Auswahl Verbindungselemente Anschluss G3/8 Schlauch ø12 50l/min 10
11 Schaltungsvarianten 11
12 Rückspeisung 12
13 Einflußfaktoren auf den Wirkungsgrad Verschmutzung Zugabe größerer Fraktionen alle 30 Minuten %efficiency Wirkungsgrad Single Flügelzellenpumpe lip vane eine Dichtlippe Inter Innenzahnradpumpe gear External Außenzahnradpumpe gear (cast(guß) iron) Denison PARKER double Flügelzellenpumpe lip vane Doppellippe Vol. Wirkungsgrad Zeit (min) 13
14 Anwendungsbeispiel Frequenzumrichter PARKER A30-15kW 14
15 Antriebsstrategie - Anwendungsbeispiel min -1 E-Motor- Drehzahlanpassung 15
16 Anwendungsbeispiel Presse Gesamtenergiebilanz Gesamtzyklus Energie [kwh] pro h 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 9,23 1,84 Scheinleistung Netzbetrieb Wirkleistung Netzbetrieb Scheinleistung Umrichterbetrieb 1,43 1,06 Wirkleistung Umrichterbetrieb 16
17 Anwendungsbeispiel Presse Entgeltbewertung NUTZWERT 10,00 9,00 Gesamtenergiebilanz Gesamtzyklus 8,00 Wirkenergie: Drehzahlabsenkung während der Teillast 120sec bei 173sec Zyklus 2/3 Teillast 0,11 /kwh (bei < kwh/jahr ca. 0,15 /kwh) Energie [kwh] pro h 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 9,23 1,84 1,43 1,06 Scheinleistung Wirkleistung Umrichterbetrieb Scheinleistung Netzbetrieb Wirkleistung Netzbetrieb Umrichterbetrieb Blindenergie: 0,02 /kvarh (je nach örtlichem EVU) Mit Frequenzumrichter Wirkenergie: 1,84kWh reduziert auf 1,06kWh Einsparung: 0,78 kwh - (pro Stunde) - 21 Zyklen. Blindenergie: 8,96kVArh reduziert auf 0,72 kvarh Einsparung: 8,24kVArh (pro Stunde) - 21 Zyklen. Pro Stunde: 0,0858 Pro 24h-Tag: 2,0592 Pro Jahr (300 Tage): 617,76 Pro Stunde: 0,1648 Pro 24h-Tag: 3,9552 Pro Jahr (300 Tage): 1.186,56 CO 2 Reduktion 3.400kg/Jahr Kühlwasserbedarf anteilig 0,5kWh/h Pro Stunde: 0,05 20l/h; 2,50 /m 3 Pro 24h-Tag: 1,20 Pro Jahr (300 Tage): 360,00 17 Gesamtenergie Einsparung: Pro Stunde: 0,3006 Pro 24h-Tag: 7,2144 Pro Jahr (300 Tage): 2.164,32
18 Softwareerstellung Auslegung Pumpenantrieb Kostengegenüberstellung versus Asynchron mit Regelpumpe (mit Res.) 2 Servo ohne Reserveauslegung 4 Servo mit Doppelpumpe (o. Reserve) 1 Servo mit Reserveauslegung 18
19 Effizienzklassen im Paket Gesamtbetrachtung nach EN Punkt Messung Klassen PDS IES0 IES1 IES2 Motorsystem & Frequenzumrichter Eingangs- und Ausgangskomponenten PDS..Power Drive System CDM..Complete-Drive-Module 19 CDM Einspeiseeinheit und Zubehör
20 Engineeringunterstützung PARKER DriveCreator Valve Cylinder 20
21 Fazit 21
22 22
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3 4 5 6 7 8 9 2 63 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 85 PS 22 23 [Nm] 350 330 310 290 270 250 230 210 190 170 150 130 130 PS 110 110 PS 90 70 50 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 RPM [Nm] 400 380 360
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