Der Economizer ist ein intelligenter elektronischer Baustein. Er überwacht nicht nur den Betrieb von Anlagen, sondern zeigt auch den optimalen Zeitpunkt für die Regeneration oder den Austausch von verbrauchten Funktionselementen an, sobald die Gesamtkosten den niedrigsten Wert erreicht haben.
Dipl.-Ing. Klaus Eimer
Der Economizer ist ein intelligenter elektronischer Baustein, der den Betrieb von Anlagen online überwacht und den optimalen Zeitpunkt für die Regeneration oder den Austausch von verbrauchten Anlagenteilen anzeigt, sobald die Gesamtkosten den niedrigsten Wert erreicht haben. Er arbeitet mit einem Mikroprozessor, in dessen Datenspeicher bei der Inbetriebnahme der jeweiligen Anlage Informationen über den Strompreis und andere Kostenparameter eingelesen werden. Das Optimierungskonzept ist bei allen Anlagen einsetzbar, bei denen Funktionselemente einer Verschmutzung, Abnutzung oder ganz allgemein einem Verbrauch unterliegen, beispielsweise bei Filtern für Flüssigkeiten oder Gase, Entstaubungsanlagen, Wärmeaustauschern, Heizkesseln, Verdampfern, Katalysatoren, Mühlen usw.
Wird der Economizer beispielsweise in einer Filteranlage eingesetzt, ermittelt er kontinuierlich die Filterverschmutzung, berechnet den daraus resultierenden Energieverlust und wiegt diesen gegen die Kosten einer augenblicklichen Reinigung oder eines Elementewechsels ab. Er signalisiert den kostengünstigsten Zeitpunkt für die Regeneration oder den Austausch der verbrauchten Filterelemente.
Kostenorientierte Betriebsweise
Am Beispiel eines Hydraulikfilters werden Funktionsweise und Vorteile des Economizers deutlich: Das Filterelement hält die von der Hydraulikflüssigkeit mitgeführten Schmutzteilchen zurück. Dadurch steigt der Druckverlust an und der Energiebedarf der Hydraulikpumpe wächst. Üblicherweise tauscht man die Filterelemente nach einer bestimmten Betriebsdauer oder bei Erreichen eines vorgegebenen Druckverlustes aus. Diese statische Betriebsweise mag unter genau definierten Bedingungen noch zu einem kostengünstigen Ergebnis führen, nicht jedoch unter realen Einsatzbedingungen, die durch wechselnde Betriebsparameter wie Verschmutzungsrate, Strompreis oder jährliche Betriebsstunden gekennzeichnet sind.
Eine Betriebsweise mit fixen Grenzwerten führt in der Regel zu einem verspäteten Elementwechsel mit hohen Energieverlusten oder – in seltenen Fällen – auch zu einem verfrühten Austausch mit unnötigen Kosten für die Austauschelemente.
Dagegegen ermöglicht der Economizer eine kostenorientierte Betriebsweise. Er berechnet ständig die vom augenblicklichen Druckverlust verursachten Energieverluste und ermittelt daraus die in der Zeit T seit der Inbetriebnahme der Filterelemente entstandenen Energiekosten EK. Zusammen mit den Kosten für einen Austausch des Filterelements FK ergeben sich die spezifischen Gesamtkosten GK nach folgender Gleichung:
GK = (EK + FK)/T.
Die Gesamtkosten GK sinken mit wachsender Betriebsdauer, durchlaufen ein Minimum und steigen danach wieder an. Der Economizer signalisiert den erforderlichen Elementewechsel, sobald die minimalen Gesamtkosten GK erreicht sind.
Betriebskostensenkung bis zu 70 %
Die Ultrafilter GmbH rüstet ihre Druckluftfilter mit einer eigens für diese Anwendung entwickelten Economizer-Variante aus, die aus einem elektronischen Differenzdruckaufnehmer mit 8-bit-Prozessor und EEPROM besteht. Die Spannungsversorgung erfolgt über Batterie, die Signalisierung über LED und potentialfreien Ausgang. Zur Programmierung und zur Kommunikation dient eine serielle Schnittstelle.
Bei einem Druckluftfilter mit einer Durchsatzleistung von 2880 m³/h senkt der Economizer den jährlichen Stromverbrauch um 11 000 kWh und die Betriebskosten um 1400 DM. Ultrafilter hat für seine Druckluftfilter Betriebskostensenkungen bis zu 70% ermittelt.
Auch die Taprogge GmbH stattet ihre Kühlwasserfilter mit dem Economizer aus. Sie lieferte beispielsweise vier Filter mit einer Nennweite von 1800 mm für einen 600-MW-Kraftwerksblock. Hier steuert der Economizer die Rückspülintervalle und reduziert den durch Filterverschmutzung und Spülwasser verursachten Leistungsverlust um insgesamt 240 kW. Daraus ergeben sich jährliche Stromeinsparungen von 1,1 Mio kWh – dieser Wert entspricht etwa dem Stromverbrauch von 200 Haushalten – bei zusätzlichen Investitionskosten von lediglich 4000 DM.
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