Energieeffizienz kann man herbeisteuern
Erst eine intelligente übergeordnete Steuerung schöpft das Potenzial drehzahlgeregelter Kompressoren aus, wie das Beispiel eines kunststoffverarbeitenden Betriebes zeigt.
Druckluft ist bekanntermaßen eine teure Energieform, besonders wenn es – wie für den Lebensmittel- und Hygienebereich vorgeschrieben – ölfreie Luft sein muss. Umso wichtiger ist es, auf eine effiziente Drucklufterzeugung zu achten.
Energieeinsparpotenziale erkennen und realisieren
Mondi Gronau ist ein international führender Hersteller verschiedenster Folienprodukte. Die Produktpalette reicht von hochwertig bedruckten Folienverpackungen und Automatenfolien über technische Folien, Hygienekomponenten und medizinische OP-Masken, Kaschier- und Etikettenfolien bis hin zu Dekor- und Fußbodenfolien.
Die fortlaufende Verbesserung der Energieeffizienz hat bei Mondi eine hohe Priorität. Aus diesem Grund sollte die Druckluftversorgung aus energetischer Sicht dahingehend geprüft werden, ob trotz des Einsatzes moderner Kompressoren weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz vorhanden sind. Das Druckluftzentrum Dortmund wurde als kompetenter Partner mit der Durchführung der energetischen Bewertung beauftragt, die klassischen Druckluftnetze mit zahlreichen Kompressoren am Standort im Detail zu bewerten.
Die Druckluftspezialisten aus Dortmund führten im ersten Schritt eine detaillierte Analyse zur Energieeffizienz durch. Über mehrere Wochen wurden die Schaltzyklen der Kompressoren aufgezeichnet, um die Validität der Messdaten, das Verbraucherverhalten und damit das Arbeitsverhalten der Kompressoren über einen aussagekräftigen Zeitraum zu ermitteln.
Einführung einer übergeordneten Steuerung
Das Ergebnis ist bemerkenswert: Da die einzelnen Kompressoren nur von einer klassischen Steuerung koordiniert wurden, liefen die regelbaren Geräte tendenziell eher in einem zu niedrigen und damit ungünstigen Drehzahlbereich. In diesem Bereich ist der Wirkungsgrad allerdings bis zu 15 % schlechter als im optimalen Drehzahlbereich.
Geht man davon aus, dass sich durch den Kauf eines neuen, effizienten Kompressors lediglich zwischen 3–4 % Energie einsparen lassen, ist die Investition in eine intelligente übergeordnete Steuerung sowohl aus energetischer Sicht als auch unter Nachhaltigkeitsaspekten äußerst sinnvoll.
Die Ergebnisse der energetischen Bewertung führten somit zur Realisierung der übergeordneten Steuerung durch die Experten vom Druckluftzentrum: Damit werden zukünftig unterschiedlich große Kompressoren zu einer sich je nach Druckluftverbrauch anpassenden Einheit kombiniert. Wenn die Anlage bspw. zur Siloentladung temporär größere Mengen Druckluft benötigt, wird ab sofort immer die effizienteste Kompressoren-Kombination für die benötigte Druckluftmenge aktiviert, unabhängig von Leistung und Regelbarkeit.
Bei Bedarf werden Kompressoren innerhalb des Regelbandes stufenlos zu- oder weggeschaltet, gleichzeitig werden drehzahlgeregelte Kompressoren in Bereichen mit dem besten Wirkungsgrad gehalten. Neben der Energieeinsparung sorgt das außerdem für weniger Motorstarts und Last/Leerlaufwechsel, was sich positiv auf die die Lebensdauer der Kompressoren auswirkt.
Monitoring für ISO-50.001-Zertifikat
Eine Anforderung der ISO 50001 ist die Nachverfolgung und Überwachung der definierten Energiekennzahlen. Da die übergeordnete Steuerung zudem die Einbindung von Trocknern, Filtern oder Kondensatableitern an Digitaleingänge sowie Volumenstrom, Druck und Temperatur an Analogeingänge ermöglicht, kann zudem ein umfangreiches Monitoring durch das Druckluftzentrum Dortmund zur Verfügung gestellt werden. Somit wird die Einhaltung der Hygienestandards und auch die Transparenz hinsichtlich Nachhaltigkeit und Energieeffizienz gewährleistet.
Zudem wird der vorgeschriebene maximale Ölgehalt, Ölgehaltsmessung nach ISO 8573- 1, der Druckluft in den hygienerelevanten Bereichen vom Druckluftzentrum Dortmund kontinuierlich überwacht.
Bauartzugelassene Volumenstrommessungen als auch die Messung der Öltemperaturen sind ebenso Voraussetzung für das Predictive Maintainance: Erfahrungsgemäß kündigen sich zu Beispiel 80 % der Kompressorenausfälle über zu hohe Temperaturen an. In Ergänzung kommen auch Vibrationsmessungen zum Einsatz.
Die Überwachung des Live-Monitorings bietet das Druckluftzentrum Dortmund extern ebenfalls an. Die Kunden werden auf diese Weise entlastet und können sich auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren.
Die Autoren
Oliver Schimmer, Geschäftsführer, Druckluftzentrum Dortmund
Dr. Jan Hauser, Geschäftsführer, Druckluftzentrum Dortmund
