Modernisierung im laufenden Betrieb

Die Molkerei Hainichen-Freiberg GmbH & Co. KG wurde 1992 als Tochter zweier Allgäuer Traditionsunternehmen gegründet: der Ehrmann AG und der Käserei Champignon Hofmeister GmbH & Co. KG. Heute ist die Molkerei Hainichen-Freiberg eine der modernsten Produktionsstätten für Molkereiprodukte in Deutschland. Dort sollte eine alte Eiswasser-Pumpengruppe zur Milchkühlung ersetzt werden. Mehr Effizienz und rasche Amortisierung waren das Ziel des Projekts. Dies erforderte das Know-how von Spezialisten um Planung, Berechnung und der Tausch während des vollen Betriebes zu realisieren.

Dank neuester Technologien und Maschinen können derzeit rund 150 Mio. kg Milch pro Jahr am Standort Freiberg verarbeitet werden. Damit dieses Level gehalten wird, müssen die technischen Systeme immer wieder überprüft und bei Bedarf erneuert werden. Dies war kürzlich auch für eine Eiswasser-Pumpengruppe der Fall: Sie bestand aus Pumpen, die teils seit Jahrzehnten ihren Dienst verrichteten und nun auf den Prüfstand gestellt wurden. Diese Herausforderungen riefen PAS, ein Unternehmen des Joint Ventures Effizienzschmiede, auf den Plan.

Modernisierung sollte sich zügig rentieren
Die Eiswasser-Pumpengruppe bestand aus vier bis zu 29 Jahre alten KSB Etanorm Pumpen. Davon liefen zwei Pumpen drehzahlgeregelt, während die anderen beiden Geräte ungeregelt mit 50 Hz liefen. Die Steuerung der Pumpen wurde durch eine Simatic von Siemens als Druck-Konstantregelung übernommen. In der Planungsphase galt es, zu prüfen, ob eine Modernisierung der gesamten Pumpengruppe inklusive Drehzahlregelung auch zu einer signifikanten Kosteneinsparung führt. Mit dieser sollte der Kunde die Investition zu einem großen Teil finanzieren können.

Messung und Umbau bei laufendem Betrieb
Der Umbau musste bei vollem Produktionsbetrieb erfolgen, es musste sichergestellt werden, dass die Maßnahmen zu keinem Zeitpunkt Verfügbarkeitsverluste der Eiswasserversorgung verursachen. „An den Pumpen konnte weder saug- noch druckseitig direkt der Druck ermittelt werden, so dass die tatsächlichen Druckverluste der Armaturen nur anhand der Herstellerangaben berechnet werden konnten. Die Druckverlustberechnung ist aber die Basis der gesamten Wirtschaftlichkeitsberechnung“, erklärt Steffen Holfert, Geschäftsführer des Pumpenspezialisten PAS.

Wie wurden Planung, Umbau und Finanzierung realisiert?
In der Planungsphase wurden Mess- und Trendwerte wie Betriebsstunden, Stromaufnahme, Kälteleistung, Gesamtvolumenstrom und Betriebsdruck ermittelt. Daraus wurde in enger Abstimmung mit dem Kunden ein Lastprofil erstellt, das die Grundlage für die Auslegung der neuen Pumpen war. Da die Bestandspumpen im Ergebnis der Untersuchung bereits sehr gut ausgelegt waren und teilweise schon drehzahlgeregelt liefen, war die berechnete und prognostizierte Energieeinsparung mit rund zehn Prozent relativ moderat.
„Wir haben neben der prognostizierten Energieeinsparung auch die Opportunitätskosten für Instandhaltung in die gesamte Kosteneinsparung mit einbezogen. Denn die neuen Pumpen und die Frequenzumrichter haben jeweils fünf Jahre Gewährleistung und werden somit innerhalb der nächsten Jahre keine nennenswerten Instandhaltungskosten verursachen“, erklärt Holfert vom Joint Venture Effizienzschmiede.
Den anschließenden vorsichtigen Umbau beschreibt der Experte wie folgt: „Unsere Techniker haben jede Pumpe – Hersteller: Grundfos, Typ: NK – Zug um Zug ausgetauscht. Erst wenn die neue Pumpe störungsfrei im System lief, wurde die nächste Pumpe ersetzt.“ Daneben wurde die Siemens-Steuerung durch eine Steuerung von Grundfos, Typ: Control MPC, ersetzt. Sie leistet mit intelligenten Algorithmen und hinterlegten Kennlinien einen weiteren Beitrag für noch mehr Effizienz.
Im Rahmen der Finanzierung konnte dabei eine BAFA-Förderung in Höhe von 13.255 € in Anspruch genommen werden. Die Beantragung und die Bearbeitung der Fördermittel erfolgten vollkommen reibungslos durch den Auftragnehmer.

Return on Investment (ROI)
Nach dem Einbau konnten abschließende Messungen die Vorhersage bestätigen: „Die Vorher-Nachher-Messungen haben unsere prognostizierte Energieeinsparung voll bestätigt, so dass auch der berechnete ROI nach 3,64 Jahren eintritt“, sagt Holfert. Die Modernisierung würde sich also zeitnah rentieren. Zudem können durch die neuen Pumpen in fünf Jahren fast 85.000 kg Kohlendioxid eingespart werden.
Die Molkerei Hainichen-Freiberg hat bei diesem Projekt von der ersten Vorplanung über die Lieferung, den Umbau, die Inbetriebnahme und die Fördermittelbeantragung durch das Effizienzschmiede-Joint-Venture alle Leistungen aus einer Hand erhalten und musste sich somit nur in sehr geringem Maße um das Projekt und die Umsetzung kümmern.

 

Effizienzschmiede
Die 2005 gegründete PAS GmbH & Co. KG aus Freital (nahe Dresden) ist ausführendes Unternehmen im Joint Venture „Effizienzschmiede“, bestehend aus der PAS GmbH & Co. KG und dem Ingenieurbüro Senercon GmbH Berlin. Die Effizienzschmiede GmbH ermöglicht beiden Unternehmen auch solche Aufträge zu übernehmen, die jedes Unternehmen für sich, mit seinem spezialisierten Portfolio nicht hätte realisieren können. Die Kompetenzen von PAS in der Effizienzschmiede umfassen Technik und Service für Pumpen und Ventilatoren, Anlagenbau, Predictive Maintenance, Optimierung der Energieeffizienz, Maschinendiagnose sowie MSR-Technik. Mit der Effizienzschmiede ist das PAS-Team auch europaweit für seine Kundinnen und Kunden im Einsatz.

Projekt-Daten der Modernisierung:

• Energiebilanz alt: 388.653 kWh
• Energiebilanz neu: 352.276 kWh
• Differenz p.a.: 36.377 kWh
• CO₂-Reduzierung p.a.: 16.880 kg/CO₂
• Ersparnis in 5 Jahren: 181.885 kWh
• CO₂-Reduzierung in 5 Jahren: 84.400 kg/CO₂
• derzeitige IH-Kosten p.a.: 1.666,00 €
• Opportunitätskosten Instandhaltung in 5 Jahren: 8.330,00 €
• Gesamtersparnis in fünf Jahren: 40.523,65 €
• Gesamtinvestition inkl. BAFA: 30.928,10 €