KAESER Kompressoren / www.kaeser.com / Seite Nr. Energiezentrale Druckluftstation
Energieverbrauch von Kompressoren Bei durchschnittlichen europäischen Kompressorstationen sind Energieeinsparungen von ca. 33% möglich.
Wie lassen sich Energieeinsparungen realisieren?
Fokussierung meist nur auf Einzelkomponenten, speziell auf den Kompressor
Ergebnis - Fehlende Transparenz der Druckluftkosten Wie hoch sind meine Druckluftkosten? - unbekannte Verbrauchssituation - Energiebedarf der Drucklufterzeugung bleibt unbeantwortet
Historisch gewachsene Druckluftstation
Übersicht der Auffälligkeiten in den Druckluftstationen und Produktionsräumen unnötige Aufbereitung 30% Magnetventil / Schwimmerableiter 50% kein Druckhaltesystem 90% falsche Kompressorenkonfiguration 60% Kältetrockner m. Heißgas-Bypass 90% fehlende Wärmerückgewinnung 70% fehlende o. defekte Übergeordnete Steuerung 60% schmutzige Station Probleme Zu- und Abluft fehlende Aufbereitungskomponenten lange Druckluftschläuche 20% 20% 20% 50% Druckluftstation Produktion Sitzventile 40% zu geringer Durchmesser 50% Wasser im Druckluftnetz 20% 0% 20% 40% 60% 80% 100%
Kostenstruktur einer Druckluftstation Basis: 0,08 /kwh Laufzeit: 5 Jahre Zinssatz: 6% Betriebsüberdruck: 7,5 bar Luftkühlung Druckluftqualität: Öl 1 (nach ISO 8573-1) Staub 1 Wasser 4
Datenlogger- Anschluss-Kit ADA Auswertung
Betriebe sind strukturell unterschiedlich aufgebaut
Druckniveaus und Druckabfälle 50 45 40 35 10 9 8 7 p min -p max ca. 2,0 bar m3/min 30 25 20 15 6 5 4 3 bar 10 5 0 2 1 0 p min -p max ca. 2,0 bar Samstag 07.06.2014 p min p max p avg Hysterese
1-Schichtbetrieb 3-Schichtbetrieb 20 18 16 14 80 Gesamtlast über alle aufgenommenen Kompressoren m3/min 12 10 70 8 6 4 2 0 60 50 Dienstag 10.09.2002 Mittwoch 11.09.2002 Donnerstag 12.09.2002 Freitag 13.09.2002 Samstag 14.09.2002 Sonntag 15.09.2002 Montag 16.09.2002 Dienstag 17.09.2002 Mittwoch 18.09.2002 Donnerstag 19.09.2002 Freitag 20.09.2002 Samstag 21.09.2002 Sonntag 22.09.2002 Montag 23.09.2002 Dienstag 24.09.2002 Mittwoch 25.09.2002 Donnerstag 26.09.2002 Freitag 27.09.2002 Samstag 28.09.2002 Sonntag 29.09.2002 2-Schichtbetrieb m3/min 40 30 60 50 20 40 10 m3/min 30 20 0 10 0 Montag 05.08.2002 Samstag 10.08.2002 Dienstag 06.08.2002 Sonntag 11.08.2002 Mittwoch 07.08.2002 Montag 12.08.2002 Donnerstag 08.08.2002 Dienstag 13.08.2002 Freitag 09.08.2002 Mittwoch 14.08.2002 Donnerstag 15.08.2002 Freitag 16.08.2002 Montag 22.04.2002 Dienstag 23.04.2002 Mittwoch 24.04.2002 Donnerstag 25.04.2002 Freitag 26.04.2002 Samstag 27.04.2002 Sonntag 28.04.2002 Montag 29.04.2002 Dienstag 30.04.2002
Druckluftleitungssystem Rohrleitungen richtig dimensionieren (Druckabfall vermeiden) Stichleitungen zu Ringen/Maschen verbinden Druckverlust im Rohrsystem max. 1,5 % des Netzdrucks Leckagen verhindern Nasse Netze vermeiden bzw. mit Gefälle und Entwässerung planen Stichleitung Ringleitung
1985-2015 - 30 Jahre Effizienzsteigerung einer DL-Station Energieoptimales Management einer gesamten Druckluftstation Leerlaufreduzierung durch innovative interne Regelungsarten Wirtschaftliche Kompressoren Teillastgeregelte Kältetrockner (Secotec) Nutzung von Wärmerückgewinnung (WRG)
Wirtschaftliche Kompressoren Kompressorblock Spez. Leistung [kw/(m³/min)] 6,2 Spezifische Leistung von Verdichterblöcken 1985 + 2015 6,0 5,8 Einsparpotential 5,6 5,4 5,2 Block (1985) Block (2015) 30 kw 37 kw 45 kw 55 kw 5,0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Liefermenge [m³/min] Verbesserte spezifische Leistung bis zu 0,5 kw/(m³/min) => Einsparung bei 3 x 10 m³/min: 30 m³/min x 0,5 kw/(m³/min) = 15 kw => Kosteneinsparung von 15 kw x 8.760 h/a x 0,15 /kwh = 19.710 /Jahr
Wirtschaftliche Kältetrockner Energiespargeregelt a) Bessere spezifische Leistung Spez. Leistung 0,40 kw/(m³/mi 0,35n) 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Optimierung der spezifischen Leistung Kältetrockner 1985 Kältetrockner 2015 Einsparpotential Höhere Effizienz 0,00 7 9 11 13 15 Durchsatzvolumenstrom - m³/min * 8.760 h/a und 0,15 /kwh
Wirtschaftliche Kältetrockner Energiespargeregelt b) Teillastregelung Teillastregelung => 1.000 Lh pro Jahr HGBP-Regelung => 8.760 Lh pro Jahr Einsparung 7.760 Lh x 2,72 kw x 0,15 /kwh = 3.166 /Jahr* Auslegung 45 m³/min 30 m³/min * 8.760 h/a und 0,15 /kwh
Wirtschaftliche Filter Geringer Druckverlust Niedriger Differenzdruck Aufgrund strömungsoptimierter Konstruktion bleibt der Druckverlust mindestens 12 Monate unter 0,2 bar. Bei den alten Filter lag der Druckverlust bei 0,3-0,6 bar. => Einsparung von durchschnittlich 0,25 bar = 1,5% Einsparung = 34 m³/min x 6,5 kw/(m³/min) x 1,5% = 3,3 kw Einsparung = 3,3 kw x 8.760 h x 0,15 /kwh = 4.336 /Jahr* Zusätzliche Servicekosten-Einsparung der Filter-Element-Kosten. * 8.760 h/a und 0,15 /kwh
Wirtschaftliche übergeordnete Steuerung Geringer Betriebsdruck Reduzierter Betriebsdruck Mit Hilfe der A-3D-Regelung wird der durchschnittliche Betriebsdruck gesenkt. => Einsparung von 1,0 bar = 6,0 % Einsparung: 34 m³/min x 6,5 kw/(m³/min) x 6,0 % = 13,3 kw Einsparung: 13,3 kw x 8.760 h x 0,15 /kwh = 17.480 /Jahr* * 8.760 h/a und 0,15 /kwh
Einsparpotentiale Wärmerückgewinnung durch Warmluftheizung Heizöl/Gasheizung Ölpreis: 0,6 /l Gaspreis: 0,7 /m³ 90 % Heizungswirkungsgrad 2000 h/a Heizperiode Einsparung: ca. 150 pro installiertem kw Kompressorleistung Einsparpotentiale spontan berechnen
Einsparpotentiale Wärmerückgewinnung durch Warmwasser-Erwärmung Heizöl/Gasheizung Ölpreis: 0,6 /l Gaspreis: 0,7 /m³ 90 % Heizungswirkungsgrad 2000 h/a Heizperiode Einsparung: ca. 120 pro installiertem kw Kompressorleistung Einsparpotentiale spontan berechnen
7.3 Raumheizung durch Abluftwärme Sommer - Abluft Winter - Heizen Zuluft Umluft 96 % der elektrischen Leistungsaufnahme als Wärme nutzbar. Kapitel 7: Abwärme nutzen
9.1 Bedarfsermittlung durchführen Den max. Druck ermitteln Alle Druckverluste innerhalb der Kompressorstation berücksichtigen. max. Druck Regeldifferenz Mindestdruck Druckabfall Kältetrockner Betriebsdruck Kompressoren Kompressoren Kessel inkl. Filter Rohrleitung Anschluss Mindestdruck Verbraucher 7,2 bar (ü) = 0,5 bar + 6,7 bar (ü) = 0,5 bar + 0,1 bar + 0,1 bar + 6 bar (ü) Kapitel 9: Planen einer Druckluftstation
9.3 Be-und Entlüftung des Kompressorraumsbeachten Entlüftung durch Abluftkanal Sommerbetrieb Umluftbetrieb im Winter Bei Ansaugtemperaturen unter +3 C kann die warme Abluft der kalten Ausgangsluft beigemischt werden, um Vereisung zu vermeiden. Kapitel 9: Planen einer Druckluftstation
5.3 Leckagen messen Leckage-Verluste kosten viel Geld Beispiel: Ein Lochdurchmesser von 2 mm bedeutet einen Luftverlust von 0,257 m 3 /min bei 6 bar (ü). Daraus ergibt sich: 0,257 m 3 /min x 60 min/h = 15,42 m 3 /h 15,42 m 3 /h x 8.760 h/jahr = 135.080 m 3 /a 135.080 m 3 /Jahr x (7 kw/(m³/min) / 60 (min/h)) x 0,15 /kwh= 2.364.- /Jahr Lochdurchmesser entsprechende Größe 1 mm 2 mm 4 mm 6 mm Luftverbrauch bei 6 bar (ü) m 3 /min 0,065 0,257 1,03 2,31 kw 0,46 1,80 7,21 16,17 Verlust /Jahr*) 604,- 2.364,- 9.474,- 21.247,- * Strompreis: 0,15 /kwh Angenommene spezifische Leistung des Kompressors: 7 kw/(m³/min) Kapitel 5: Druckluft verteilen
3.2 Druckluftqualität nach ISO 8573-1 (2010) für Feststoffe/Staub, Wasser, Öl Kapitel 3: Druckluft aufbereiten
3.2 Druckluftqualität Aufbereitungsgrade, nach ISO 8573-1 (2010) Kapitel 3: Druckluft aufbereiten
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