Energiesparpotenzial. von Pumpen

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1 Energiesparpotenzial von Pumpen

2 Energiesparpotenzial ist überall Energie wird immer wichtiger. Energiekosten übersteigen meist die Anschaffungs- und Wartungskosten von Pumpen. Bekanntlich werden 65% des gesamten Stromverbrauches zum Antrieb von Elektromotoren verwendet, das Einsparpotential beträgt anhand von verschiedenen Studien bis zu 25%. Von den in der Industrie verwendeten Elektromotoren und deren Stromverbrauch machen etwa 30% Pumpenantriebe aus. Das vom Bundesamt für Energie aufgelegte Programm Effiziente Pumpenanlagen ProEPA in Zusammenarbeit und Trägerschaft der SWISSMEM geht gezielt Einsparpotentiale an Pumpen an. Als Mitglied von SWISSMEM helfen wir unseren Kunden bei der Umsetzung und zeigen auf, wie Förderbeiträge zur Analyse und zur Umsetzung bezogen werden können. Kostenanalyse 1-Betriebsdaten 2-Derzeitige Situation 3-Vorschlag Firma: Zehnder Group AG ; CH-5722 Gränichen # Dichtungen: 25 (100%) # Dichtungen: 25 (100%) Betrieb: Abwasser; Entfettung, Wasser Stopfbuchspackung: 1 (4%) Stopfbuchspackung: 1 (4%) Betriebsverfügbarkeit: 230 Tage/Jahr Wellendurchmesser: 40 mm Wellendurchmesser: 0 mm Durchschnittl. Durchschnittl. Gleitringdichtung: 23 (92%) Gleitringdichtung: 21 (84%) Jahresproduktion: 0 ADT/Jahr Durchschnittl. Wellendurchmesser: 25 mm Durchschnittl. Wellendurchmesser: 30 mm # Stopfbuchsen mit Spülung: 1 # Stopfbuchsen mit Spülung: 0 Währungseinheit: CHF Spülmenge: 3.0 l/min Spülmenge: 0.0 l/min # Stopfbuchsen mit Quenchvorlage: 3 # Stopfbuchsen mit Quenchvorlage: 0 Quenchmenge (ablaufend): 3.5 l/min Quenchmenge (ablaufend): 0 l/min Durchschnittl. Wasserverbrauch / SB: 0.5 l/min Durchschnittl. Wasserverbrauch / SB: 0.0 l/min Gesamter Spülwasserverbrauch: 4'471 m 3 /Jahr Gesamter Spülwasserverbrauch: 0 m 3 /Jahr 5-Derzeitige Betriebskosten 6-Erwartete Betriebskosten 4-Kostenfaktoren Einspeisung Spülwasser Jährliche Kosten für Spülwasser Jährliche Kosten für Spülwasser Kosten für Frischwasser: 1.20 CHF/m3 Kosten für Spülwasser: 5'365 CHF/Jahr Kosten für Spülwasser: - CHF/Jahr Verdampfung Verdampfung: - CHF/Jahr Verdampfung: - CHF/Jahr # Gespülte Laugenpumpen: 0 Aufheizung: - CHF/Jahr Aufheizung: - CHF/Jahr Verdampfungsrate pro Effekt: 0.85 Energie: CHF/Jahr Energie: - CHF/Jahr kg Wasser/kg Dampf Anzahl der Effekte: 6 Wasserbehandlung: 8'495 CHF/Jahr Wasserbehandlung: - CHF/Jahr Kosten für Dampf: 0.00 CHF/metrische Tonne Faserverlustkosten: - CHF/Jahr Spülwasserkosten Gesamt: 0 0 CHF/Jahr (A) Spülwasserkosten Gesamt: 14'060 14'060 Aufheizung CHF/Jahr Systemtemperatur: 40 C Investitions & Wartungskosten Spülwassertemperatur: 20 C Investitionsplan: 6 Jahre Kosten der Aufheizenergie: 0.00 CHF/GJ Stopfbuchspackungen: 1 Energie Investitionskosten pro Stopfbuchse: 475 CHF Spülwasser-Systemdruck: 4.8 barg Jährliche Wartungskosten Investitionskosten Packungen Gesamt: CHF(1) Motor Effizienz: 0.72 Faktor Stopfbuchspackungen: Erwartete Wartungsintervall 1 Jahre 1 Kosten für elektische Energie: 0.15 CHF/kWh Bestehender Wartungsintervall-Faktor 0.25 Jahr Reparaturkosten: Teile/Pumpe 375 CHF Wasserbehandlung Reparaturkosten: Teile/Pumpe 125 CHF Reparaturkosten: Stundensatz/Pumpe 270 CHF Kosten für Wasserbehandlung: 1.90 CHF/m3 Reparaturkosten: Stundensatz/Pumpe 270 CHF Brillenjustierungen: Stundensatz/Pumpe: 195 CHF Faser Verlust Brillenjustierungen: Stundensatz/Pumpe: 195 CHF Wartungkosten Packungen Gesamt: CHF/Jahr (B) # Verpackte Wartungkosten Packungen Gesamt: 1'775 Gleitringdichtungen: 21 Stoffpumpen 0 1'775 CHF/Jahr Stoffkosten 0 CHF/Mt Investitionskosten pro Stopfbuchse: 1'820 CHF Gleitringdichtungen: 23 Investitionskosten GLRD Gesamt: 38'222 38'222 CHF(2) Derzeitige Standzeit: 1.5 Jahr Erwartete Wartungsintervall 3 Jahre Reparaturkosten: Teile/Pumpe 783 CHF Reparaturkosten: Teile/Pumpe 315 CHF Reparaturkosten: Stundensatz/Pumpe 1'080 CHF Reparaturkosten: Stundensatz/Pumpe 1'080 Wartungkosten GLRD Gesamt: 28'560 Wartungkosten GLRD Gesamt: 5'861 28'560 CHF/Jahr 5'861 CHF/Jahr (C) Betriebskosten Gesamt: 44'395 CHF/Jahr Betriebskosten Gesamt(A+B+C): 6'701 CHF/Jahr Investitionskosten Gesamt (1+2): 38'697 CHF 7-Return on Investment 300'000 Kosten 250' ' '000 Gesamtkosten Kumulativ Einsparung Jahr Gesamtkosten Kumulativ Einsparung Einsparung Netto 0 38' ' '398 44'395-1' '099 88'789 36' ' '184 74' ' ' ' ' ' ' ' ' '000 50'000 Erwartetes Return on Investment: 1.0 Jahre 12 Monate Erwartete Spülwassereinsparung: 100% Erwartete Betriebskosteneinsparung: 85% oder: 37'694 CHF/Jahr Jahre

3 Alte Aggregate haben hohes Einsparpotenzial In vielen Betrieben arbeiten Elektromotoren seit vielen Jahren zur vollen Zufriedenheit und bieten grundsätzlich keinen Handlungsbedarf für einen Austausch. Alte Motoren jedoch haben einen tieferen Wirkungsgrad als moderne, neue Motoren. Sind viele alte Motoren mit hohen Betriebstunden im Einsatz, kann beträchtliches Sparpotential eruiert werden und die Investitionen lohnen sich schnell. Wirkungsgrad von Motoren verschiedener Effizienzniveaus in %

4 Warum werden alte Pumpen nicht in jedem Fall ersetzt Austausch und Anlagenanpassung ist immer mit Aufwand verbunden. Niemand macht sich unnötig die Arbeit schwer. Die heutige Prozesssicherheit muss gewährleistet bleiben. Ein Austausch bedeutet auch Investitionskosten. Vielfach wird argumentiert, dass sich der Austausch wirtschaftlich nicht rechnet, aber moderne Pumpen und Motoren haben deutlich höhere Wirkungsgrade, die Einsparung an Energiekosten kann die Investition schnell lohnend machen. Motoren lassen sich je nach Alter in folgende Energie-Effizienzklassen unterteilen Baujahr bis 2000 ab 2000 ab 2011 ab 2015 Energie-Klasse keine Klasse IE1 / Eff2 IE2 IE3 3 wichtige Fragen an den Betreiber Anzahl Betriebsstunden der Pumpe pro Jahr. In welchem Jahr wurde die Pumpe installiert Wie hoch ist die Antriebsleistung Diese 3 Punkte eingeben auf: Sie erhalten eine schnelle Antwort über ihr Einsparpotential Unsere Empfehlung Durch Einsatz einer neuen Pumpe und Motor, eventuell in Kombination mit einer optimierten Regelung, sparen sie Geld.

5 Überdimensionierung hat viele Nachteile In vielen Anlagen arbeiten überdimensionierte und eingedrosselte Pumpen. Gründe sind: Auslegung und Installation der Pumpe mit ausreichend Sicherheiten Annahme von höheren Druckverlusten als effektiv vorhanden Pumpe mit Reserve für späteren Ausbau der Anlage Anlagenbedingungen haben sich geändert Alle diese Faktoren führen zu teilweise massiv überdimensionierten Pumpen sowie Betrieb mit einem schlechten Wirkungsgrad. Pumpenbetrieb bei effektiver Anlagekennlinien:

6 Grosses Einsparpotential Die Überdimensionierung der Pumpe führt zu: Einem Betrieb bei schlechtem Wirkungsgrad Verschwendung von Energie für Eindrosselung Erhöhter Lagerbelastung und erhöhtem Verschleiss Eine auf den Betriebspunkt ausgelegte Pumpe und Motor bietet eine erhebliche Energie- und Unterhaltskosten-Reduktion. Pumpenbetrieb mit eingedrosselter Kennlinie:

7 Pumpenregelung durch Drosselung oder Bypass Eine sehr verbreitete Regelung ist die Drosselung oder Betrieb über Bypass. Diese Lösung ist mit wenig Aufwand verbunden und sehr verbreitet, aber energietechnisch nicht sinnvoll. Eine einfache Optimierung kann durch den Einsatz eines FU erreicht werden. Dieser regelt die Drehzahl direkt am Pumpen-Motor und betreibt die Pumpe genau auf dem Bedarfspunkt - keine Verschwendung von Energie. Ausserdem werden Wartungskosten gespart, die Standzeit der Lager und Gleitringdichtungen verlängert und die Anlagenverfügbarkeit drastisch erhöht. Eine reinrassige Win-Win Situation zum Vorteil aller. Pumpenbetrieb mit Drosselung und FU:

8 Pumpenregelung bei mehreren Abnehmern Viele Anlagen haben unterschiedliche Betriebspunkte wegen mehreren Verbrauchern. Benötigt ein Abnehmer mehr Menge, verändert sich die Anlagekennlinie. Das Energie-Einsparpotential durch Einsatz eines FU (anstelle Drosselung) ist je nach Anzahl von Verbraucher gross bis sehr gross. Pumpenkennlinie mit mehreren Verbrauchern:

9 Kombination verschiedener Effekte In vielen Fällen besteht an den Anlagen Einsparpotential durch Kombination von verschiedenen Effekten. Unsere, für diese Fälle speziell entwickelten Rechenprogramme, gepaart mit unserer breiten Erfahrung und KnowHow, lassen mit einem geringen Aufwand das Gesamtsparpotential ermitteln. Energie-Sparanalysen kosten Geld, zahlen sich jedoch in kurzer Zeit aus. Oft zeigt die Grob- und speziell die Feinanalyse weitere, über längere Zeiten unentdeckte Fehler auf. Ein Energie-Effizienz Analyse lohnt sich in jedem Fall! "Pumpe" heisst immer: Pumpensystem. Für komplexe Systeme z.b. in der Wasseraufbereitung oder Chemieanlage heisst das: zusätzliche Anforderung bezüglich Verfügbarkeit müssen immer berücksichtigt werden. Ein Pumpensystem ist deshalb immer individuell zu optimieren.

10 PumpPro Effizienzmessung der schubag AG In Zusammenarbeit mit verschiedenen Fachstellen haben wir ein System entwickelt welches uns viele wertvolle Daten von der bestehenden Pumpe aufzeigt und die möglichen Massnahen für einen optimierten Pumpenbetrieb aufzeigt. PumpPro erfasst und ermittelt folgende Daten: Erfassung existierender Pumpen in digitale Daten Darstellung kritischer Zustände Abgleich der berechneten mit den Ist-Zuständen (simuliert) Live- Erfassung von Förderwerten und Darstellung der realen Situation Berechnung von optimalen Laufraddurchmessern Berechnung von optimierten Drehzahlen Darstellung des Energieeinsparpotentials Ermittlung von Massnahmen zur Problemlösung Lassen Sie sich beraten. Holen Sie sich die Spezialisten ins Haus, mit unserer kompetenten Vor-Ort Beratung in Ihrem Unternehmen. Wir bieten Ihnen "Best-Pratice-Beispiele" für energetische Optimierungen in Pumpensystemen.

11 Finanzielle Unterstützung von ProEPA und SWISSMEM Energie-Effizienz-Analysen werden fnanziell durch ProEPA unterstützt. So kommen Sie zu Förderbeiträgen: Als Mitglied von SWISSMEM helfen wir unseren Kunden bei der Umsetzung und zeigen auf, wie Förderbeiträge zur Analyse und zur Umsetzung bezogen werden können. Fragen Sie uns an.

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