Druckluftkosten senken

Dipl.-Ing. (FH) Erwin Ruppelt

Ist von Druckluft die Rede, denkt so mancher noch immer vor allem an die Kompressoren, nicht jedoch an das Druckluftsystem als Ganzes, das aus wesentlich mehr Elementen besteht. Aufbereitungsgeräte, Steuerungen, Verteilungsnetze und die Anwender selbst üben einen nicht zu unterschätzenden Einfluss auf die Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems aus. Auf die Frage nach den Kosten der Stromversorgung wird ein Anwender meist relativ schnell den Kilowattpreis nennen können. Hingegen haben etwa acht von zehn auf die Frage nach dem Druckluftkubikmeterpreis, den ihr Betrieb zu zahlen hat, keine zufrieden stellende Antwort. Bei zahlreichen Investitionsentscheidungen stehen daher noch immer die Anschaffungskosten im Mittelpunkt des Interesses, nicht aber die langfristigen Betriebskosten des Druckluftsystems. Tatsache ist jedoch, dass selbst bei optimal ausgelegten Systemen die Energiekosten für Drucklufterzeugung und -aufbereitung mit knapp 70 % zu Buche schlagen, während die Anschaffung (ohne Installation) nur 18 % beansprucht.

Die Resultate einer 2001 im Rahmen des Projekts „Save II“ veröffentlichten EU-Studie zum Thema Energieeinsparungen bei Druckluftsystemen sprechen für sich: Von den Anfang dieses Jahrzehnts in Europa für die Drucklufterzeugung verbrauchten 80 Mrd. Kilowattstunden ließen sich durch Effizienzverbesserungen über 32 % einsparen. Bei europäischen Durchschnittsenergiepreisen entspricht das 2,5 Mrd. Euro jährlich. Eine ganz wesentliche Erkenntnis der Studie war auch, dass sich das genannte Einsparpotenzial nicht durch einzelne Verbesserungen, sondern nur durch eine ganzheitliche Systemoptimierung ausschöpfen lässt. Der Grund: Die installierten Druckluftsysteme weisen in allen Bereichen Schwachstellen auf. Bald nach Veröffentlichung der Studie wurden bereits von einigen Anbietern einzelne Produkte wie Arbeitsplatzkompressoren, drehzahlgeregelte Kompressoren oder Aufbereitungskomponenten vorgestellt, die 30 oder gar 40 % Energieeinsparung ermöglichen sollten. Durch die Integration eines neuen Produkts in ein vorhandenes Druckluftsystem werden aber nur die Fehler der Vergangenheit wiederholt. Denn es sind ja gerade Systeme ohne zugrunde liegendes Gesamtkonzept, die zu der genannten Energieverschwendung führen können. Charakteristische Merkmale sind hier mangelhaft aufeinander abgestimmte Komponenten, Insellösungen, unzureichende, oft viel zu komplexe Steuerungen sowie falsch dimensionierte und schlecht gewartete Rohrleitungsnetze.

Die tatsächlichen Druckluftkosten sowie Energieverluste und damit Einsparpotenziale lassen sich beispielsweise mit den effizienten Analyseverfahren und -geräten von Kaeser feststellen. Alle relevanten Eckdaten wie Druck, Druckverluste, Luftverbräuche und Leckagen können damit in wenigen Tagen erfasst und dokumentiert und Effizienz steigernde Systemoptimierungen aufgezeigt werden. Wer vor Neuinvestitionen steht, tut also gut daran, zunächst das ganze Druckluftsystem ins Visier zu nehmen. Dabei empfiehlt sich folgende Vorgehensweise:

Nach Auswertung der Daten, die auch Aussagen über Leckageverluste enthalten, stehen die wichtigsten Informationen zur Verfügung, um dann im nächsten Schritt die tatsächlichen Druckluftkosten zu berechnen. Natürlich gibt die Verbrauchsanalyse auch Aufschluss darüber, ob die Transportkapazität der vorhandenen Rohrleitungen noch ausreicht. Entsprechendes gilt für Druck- und Leckageverluste sowie für eventuelle Beeinträchtigungen der Luftqualität durch Rohrverschmutzungen.

Ein wichtiges Kriterium für die anschließende Planung sollte sein, möglichst alle Verbraucher auf gleiches Druckniveau zu bringen, um Synergieeffekte nutzen zu können. Dezentrale Insellösungen haben den Nachteil, dass sie mit kleineren Kompressorleistungen bedient werden müssen. Die Folgen sind schlechtere Auslastung und höherer Energieverbrauch unabhängig davon, ob drehzahlgeregelte Kompressoren zum Einsatz kommen oder nicht. Daher sollte es nur besonderen Ausnahmefällen vorbehalten bleiben, einen Kompressor dezentral am Arbeitsplatz aufzustellen, einen Netzbereich mit anderem Druck oder anderer Luftqualität separat zu betreiben oder prozessbedingt in einem Bereich zum Beispiel kleine ölfrei verdichtende Kompressoren einzusetzen. Auf längere Sicht treiben solche Lösungen fast immer die Energiekosten in die Höhe und schränken die Flexibilität bei Produktionserweiterungen und -umstellungen unnötig ein. Darüber hinaus müssen die Größen der einzelnen Kompressoren richtig aufeinander abgestimmt sein. Erst dann ist eine übergeordnete Steuerung in der Lage, die richtige Kompressorenkombination zum richtigen Zeitpunkt auszuwählen. Kaeser bietet hierzu das effiziente Druckluftmanagementsystem Sigma Air Manager auf Basis eines leistungsfähigen Industrie-PCs an. Natürlich muss auch die Druckluftaufbereitung der Leistung der Kompressoren genau angepasst sein. Ob aber Spitzenlastkompressoren drehzahlgeregelt sein sollten oder nicht, ist vom Anwender anhand einer individuellen Wirtschaftlichkeitsberechnung zu entscheiden.

Die dem Druckluftmanagementsystem Sigma Air Manager zugehörige übergeordnete Steuerung bündelt die Möglichkeiten moderner Industrie-PC- und Internettechnologie und nutzt sie umfassend. So kombiniert sie die energiesparende Druckbandsteuerung (Minimierung der Ein- und Ausschaltdifferenz) mit klarer Visualisierung der Betriebsdaten und koordiniert den Betrieb der einzelnen, unterschiedlich großen Kompressoren einer Druckluftstation in optimaler Weise. Ein unnötig hoher Enddruck wird vermieden. Die für die Steuerung erforderliche Druckbandbreite beträgt lediglich + 0,1 bar. Das ist sehr wirtschaftlich, denn schon das Absenken des Maximaldrucks um 1 bar bedeutet 6 % weniger Energieverbrauch. Das gut lesbare Grafikdisplay kommuniziert in 30 Sprachen. Logisch aufgebaute Klartextmenüs garantieren leichte Bedienung. Mit der Datenvisualisierung Sigma Air Control basic können über einen Internet-Browser jederzeit aktuelle Betriebsdaten, Warn- oder Störmeldungen sichtbar gemacht werden. Nicht zuletzt lassen sich Kompressorenstationen mit Sigma Air Manager nahtlos in einen Teleservice einbinden: Über serienmäßige Modemschnittstellen gelangen alle relevanten Daten per SMS oder via Internet unverzüglich zum Servicecenter. So ist per Ferndiagnose bedarfsorientierte vorbeugende Wartung möglich. Das bedeutet einen erheblichen Zugewinn an Druckluft-verfügbarkeit. Außerdem bietet das Langzeitanalysetool Sigma Air Control plus die Möglichkeit, Last- und Leerlaufverhalten, Netzdruck, Energieverbrauch und Auslastung der Kompressoren bis zu einem Jahr zurückzuverfolgen und unter verschiedenen Gesichtspunkten auszuwerten.

dei 463

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