Sparst Du schon oder suchst Du noch? Energieeffizienzpotenziale für Fortgeschrittene. Simon Kaufmann, M.Sc. Frank Rostek, M.Sc. Rheinau, 10.

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1 Sparst Du schon oder suchst Du noch? Energieeffizienzpotenziale für Fortgeschrittene Simon Kaufmann, M.Sc. Frank Rostek, M.Sc. Rheinau, 10. Mai 2016

2 Energieeffizienz-Netzwerke Kurzvorstellung Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 2

3 Energieeffizienz-Netzwerke Zusammenschluss mehrerer Unternehmen einer Region oder Branche zur Steigerung der Energieeffizienz Zentrales Element der Netzwerke ist ein moderierter Austausch zwischen den teilnehmenden Unternehmen. Der Zugewinn an Know-how soll die Energieeffizienz positiv beeinflussen. Link: Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 3

4 Vorstellung der Referenten Frank Rostek, M.Sc. Simon Kaufmann, M.Sc. KTH Stockholm / NTNU Trondheim ( ) Team Werner ( ) Sport, Fremdsprachen, Reisen Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. Karlsruher Institut für Technologie ( ) Team Scheyhing ( ) Musik, Fremdsprachen, Reisen 4

5 Energieeinsparpotenziale Potenzialerkennung Umsetzung Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 5

6 Druckluftsysteme Technisches Grundverständnis Potenzialerkennung Umsetzung Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 6

7 Technisches Grundverständnis Schraubenkompressor Kolbenkompressor Turbo-Axial-Verdichter Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 7

8 Maßnahmenumsetzung Art des Kompressors Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 8

9 Maßnahmenumsetzung Leckagen beheben Leckagen verursachen innerhalb von Druckluftsystemen einen nicht vernachlässigbaren Verlust Regelmäßige Kontrollen des Verteilnetzes sind notwendig (Leckage Spray) Gefundene Leckagen umgehend beheben Aufwand für Detektion und Beseitigung amortisiert sich meist in wenigen Monaten Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 9

10 Maßnahmenumsetzung Optimaler Druck Jedes bar Druck, das mehr erzeugt als gebraucht wird, kostet viel Energie, ca. 8% Schrittweise den Druck absenken und das minimal zulässige Betriebsniveau ausloten Erfahrungsbeispiel: Druck im Speicher 15,6 bar (Faktor 3) Benötigter Druck am Verbraucher 5,2 bar Optimaler Betriebsdruck bei ca. 6 bar Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 10

11 Wirtschaftlichkeitsberechnung Maßnahmenumsetzung Druckabsenkung Vor der Optimierung Nach der Optimierung Einsparung p Nenn [bar] 15,6 p Nenn [bar] 6 W el [kwh/a] W el [kwh/a] Energieeinsparung [kwh/a] Energiepreis [ct/kwh] 16,1 Energiepreis [ct/kwh] 16,1 Energiepreis [ct/kwh] 16,1 Energiekosten [ /a] Energiekosten [ /a] Energiekosten [ /a] 270 Investition [ ] Nettoinvestition [ ] Amortisation [Nettoinvestition / Einsparung Energiekosten] 5,5 Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 11

12 Wirtschaftlichkeitsberechnung Maßnahmenumsetzung Druckabsenkung Optimierung des Druckniveaus t=0 t=1 t=2 t=3 t=4 t=5 t=6 Investition (netto) Einsparung (jährl.) Linear (Investition (netto)) Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 12

13 Kälteerzeugungssysteme Technisches Grundverständnis Potenzialerkennung Umsetzung Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 13

14 Technisches Grundverständnis Kompressionskälteanlage Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 14

15 Maßnahmenumsetzung Freie Kühlung Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 15

16 Maßnahmenumsetzung Kältemittel/-träger und Temperaturanpassung Kältemittel muss optimal auf die Verdampfungs- und Kondensationstemperatur angepasst sein Überprüfung der beiden Temperaturen und Abgleich mit dem Arbeitsbereich des Kältemittels Ersatz des Wasser-Glykol-Gemisches (Kälteträger) durch reines Wasser senkt den Pumpstromverbrauch um ca. 10 % funktioniert aber nur bei innenliegenden Kältekreisläufen Prüfen, ob Kältenetz (Rückkühlung) im Freien liegt Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 16

17 Wirtschaftlichkeitsberechnung Maßnahmenumsetzung Glykol Vor der Optimierung Nach der Optimierung Einsparung W Pumpe [kwh/a] W Pumpe [kwh/a] Energieeinsparung [kwh/a] Energiepreis [ct/kwh] 17,1 Energiepreis [ct/kwh] 17,1 Energiepreis [ct/kwh] 17,1 Energiekosten [ /a] Energiekosten [ /a] Energiekosten [ /a] 496 Investition [ ] Nettoinvestition [ ] Amortisation [Nettoinvestition / Einsparung Energiekosten] 10,1 Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 17

18 Wirtschaftlichkeitsberechnung Maßnahmenumsetzung Glykol Optimierung des Wärmemediums t=0 t=5 t=10 t=15 Investition (netto) Einsparung [jährl.) Linear (Investition (netto)) Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 18

19 Lüftungsanlagen Technisches Grundverständnis Potenzialerkennung Umsetzung Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 19

20 Wärme Strom Wärme Wärme Filter Schalldämpfer Filter Schalldämpfer Schalldämpfer Schalldämpfer Technisches Grundverständnis Fortluft Venti -lator Abluft Wärmerückgewinnung Umluft Außenluft Erwärmer Venti -lator Kühler Befeuchtung Erwärmer Zuluft Entfeuch -tung Kaltwasser Kältemittel Warmwasser Dampf Elektrische Energie Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 20

21 Gebläsewirkungsgrade Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 21

22 Maßnahmenumsetzung Kraftübertragung Effizienteste Verbindung: Direktkoppelung Meistens ist aber ein Riemenantrieb erforderlich Riemenspannung regelmäßig überprüfen: Bei abgenützten Riemen kann sich der Wirkungsgrad des Ventilators um 5 bis 10% verringern Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 22

23 Maßnahmenumsetzung Filter und Filterwechsel Je feiner die Filterung, umso höher ist auch der damit verbundene Druckverlust Filter so auswählen, dass der Filtergrad für die vorhandenen Anforderungen gerade ausreicht Regelmäßiges Reinigen bzw. Erneuern der Filter Senkt den Druckverlust Mit Hilfe von Differenzdruckmanometern (vor und nach dem Filter) kann der Zeitpunkt der Filterreinigung optimiert werden Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 23

24 t=0 t=2 t=4 t=6 t=8 t=10 t=12 t=14 t=16 t=18 t=20 t=22 t=24 t=26 t=28 t=30 t=32 [ /bar] Wirtschaftlichkeitsberechnung Maßnahmenumsetzung Filterwechsel 60 Optimaler Filtertausch ohne Filtertausch Filterpreis Druckverlust 0-10 Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 24

25 Zusammenfassung Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 25

26 Zusammenfassung Lassen Sie sich Ihre Investition fördern! Aktuelle Förderprogramme KfW-Energieeffizienzprogramm Abwärme Erstellung eines Abwärmekonzepts Zinsverbilligtes Darlehen Tilgungszuschuss: 30% (>KMU) bis zu 40% (KMU) BAFA: Förderung von Querschnittstechnologien Schwerpunkt: Abwärme nutzen. Neue Richtlinie ( ) Antragstellung ( !) Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 26

27 Zusammenfassung Energieeffizienz-Netzwerke: Eckpfeiler (I) Laufzeit von 2 bis 3 Jahren 5 bis 15 Unternehmen Unternehmensinterne Netzwerke sind auch möglich Individuelle Einsparziele teilnehmender Unternehmen Grundlage für kumuliertes Netzwerkziel Nutzen Sie die Möglichkeit einer staatlichen FÖRDERUNG für die TEILNAHME in NETZWERKEN! Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 27

28 Zusammenfassung Energieeffizienz-Netzwerke: Eckpfeiler (II) Initiierung des Netzwerkes mit ECG Gründung durch Netzwerkträger Begleitung der Unternehmen durch eine qualifizierte Energieberatung ECG Regelmäßiger moderierter Erfahrungsaustausch ECG Ausgewählte Fachvorträge Austausch über Einsparpotenziale Betriebsbesichtigungen Schulungen Gesetzliche Änderungen Förderprogramme Überprüfung der Einhaltung des Netzwerkzieles (Monitoring) Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 28

29 Zusammenfassung Energieeffizienz-Netzwerke: Vorteile für den Kunden Energieeffizienzpotenziale aufspüren Energie einsparen Energiekosten senken Aufzeigen von Fördermöglichkeiten Transparenz über Energieflüsse und kosten schaffen Ausbau des Energie-Knowhows Erfahrungsaustausch mit anderen Unternehmen Image/Marketing: Logo der Initiative nutzen! Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 29

30 Kontakt Ihre Ansprechpartner bei ECG M.Sc. Simon Kaufmann / M.Sc. Frank Rostek / ECG Energie Consulting GmbH Wilhelm-Leonhard-Straße Kehl Telefon +49 (7854) Telefax +49 (7854) info@ecg-kehl.de Internet: Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 30

31 Back-Up Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 31

32 Übersicht der Anlagentypen von Druckluftanlagen Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 32

33 Energieeffizienzpotenziale Druckluftanlagen Übergeordnete Steuerung Drehzahlregelung Bis zu 30% Energieeinsparung Leckagen vermeiden Leck mit Ø 5 mm im 6 bar Netz entspricht rund 11 kw Verlust Wärmerückgewinnung Luftkühlung Warmluftheizung Wasserkühlung Prozesswärme, Warmwasser, Heizung Energieeinsparung bis zu 80% Druckabsenkung 1 bar Absenkung spart ca. 8% Energiekosten Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 33

34 Maßnahmenumsetzung Regulierungsmethoden Wassergekühlter Verflüssiger Zur Wärmerückgewinnung Economiser, Warmwasser oder Heizung In Kombination mit freier Kühlung Economiser Vorwärmung des Kältemittels vor dem Verdampfer Economiser Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 34

35 Übersicht Kälteerzeugungsanlagen Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 35

36 Energieeffizienzpotenziale Kälteanlagen Anpassung der Verdampfungs- und Kondensationstemperatur Moderne Regulierungsmethoden, wie z.b. ein wassergekühlter Verflüssiger oder ein Economiser können Verbesserungen von 20 % und mehr erzielt werden Einsatz eines optimalen Kältemittels Überprüfung des Kälteträgers (Wasser/Glykol) Wärmerückgewinnung Drehzahlregelung der Antriebe Steuerung des Verdichterdrucks Freie Kühlung Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 14

37 Energieeffizienzpotenziale Lüftungsanlagen Drehzahlregelung der Antriebe Übergeordnete Steuerung Wärmerückgewinnung Filter und Filterwechsel Antrieb und Kraftübertragung Ventilator Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 37

38 Maßnahmenumsetzung Lüftungsanlagen Ventilator Je nach Anforderung werden unterschiedliche Ventilatortypen eingesetzt Das Ventilatorlaufrad muss nach folgenden Parameter bestimmt werden: notwendige Druckerhöhung erforderlicher Volumenstrom vorhandener Platz Um eine energieeffiziente Betriebsweise zu ermöglichen, ist der Ventilator so auszuwählen, dass er im Bereich des Betriebspunktes den höchsten Wirkungsgrad hat Mai 2016 Intelligent mit Energie umgehen. 38