Druckluftoptimierung

Ausgangslage

Im Rahmen eines technischen Energieaudits wurde bei der Konrad Merkt GmbH & Co. KG unter anderem festgestellt, dass die bestehende Druckluftzentrale nach 90.000 Betriebsstunden erneuert werden sollte. Im Vergleich zu Best Practice wies die Anlage zusätzlich deutliche Effizienzpotenziale aus. Eine mobile Messung und deren Bewertung war Basis für die Neuauslegung.

Ergebnis des technischen Audis

Die Tabelle zeigt die wesentlichen Kenndaten zum bestehenden Druckluftsystem, welche in Energieverbrauch und Kosten auf ein Jahr hochgerechnet wurden. Basis dafür ist die vorhandene Druckluftmessung auf der Stromseite der Aggregate für einen typischen Produktionstag.

Zum Thema
Kenndaten des Druckluftsystems

Zusammenfassend können folgende Aussagen getroffen werden.

  • Das Druckluftniveau mit 7,5 bar am Kompressor ist gegenüber dem 6 bar Verbraucherdruck um mindestens 0,5 bar zu hoch
  • Wärmerückgewinnung wird nicht genutzt
  • Regelmäßige mobile Druckluftmessungen werden durchgeführt
  • Außerhalb der Produktionszeiten schaltet die Druckluft größtenteils mittels einer Zeitschaltuhr ab
  • Es handelt sich um eine Last-Leerlaufregelung; das bedeutet, dass kein Frequenzumrichter vorhanden ist
  • Die Ansaugung der Luft erfolgt aus der Halle
  • Die spezifischen Erzeugungswerte sind weit weg von Best Practice = 0,115 kWh/m³

Anhand dieser Grobanalyse liegt das Einsparpotenzial bei ca. 30 % bzw. 10 T€

Mobile Messung und Neuauslegung

Die Messung erfolgt stromseitig und zeichnete Sekundenwerte über mehrere Tage auf. Das Ergebnis zeigt das folgende Profil.

Zum Thema
Messprofil Strombedarf der Druckluftzentrale

Da es sich bei den Messungen um Strommessungen handelt, sind die kurzen Spitzen als Anlaufstrom der Last-Leerlaufregelung zu interpretieren. Es wird keine Druckluft erzeugt. Auf der Basis solcher Messungen neigt man zur Überdimensionierung, was deutliche Effizienzverluste von bis zu 20 % bedeuten kann.
Wird ein geregelter Kompressor eingesetzt, treten solche Spitzen nicht mehr auf. Für die Grundlast wird eine einstufige Maschine mit besserem Wirkungsgrad eingesetzt. Um Regellöcher zu vermeiden, kann diese auch etwas kleiner dimensioniert sein.

Im Ergebnis ist entgegen dem vorgesehenen 13 m³/min-Kompressor, jetzt ein Volumen von 7,1 m³/min installiert, das sich in einen frequenzgeregelten (grüne Bereiche) und einen einstufigen Kompressor (blauer Bereich) aufteilt. Beide Kompressoren sind mit Wärmerückgewinnung ausgestattet. Zudem ist Messtechnik für Druckluft und Strom installiert, um eine fortlaufende Überwachung zu gewährleisten.

Die Ergebnisse dieses Projektes zeigt nachfolgende Tabelle:

Zum Thema
Maßnahmen und Projektergebnisse

Die neue Druckluftstation im Überblick

Zum Thema  Die neue Druckluftstation im Überblick

Kunde

Konrad Merkt GmbH & Co. KG

Branche

Metallverarbeitung

Einsparung

Im Ergebnis wird durch die neue Druckluftzentrale eine Einsparung in Höhe von ca. 10.000 € per anno erreicht.

Die Investition für die Gesamtanlage inkl. Wärmerückgewinnung und Messtechnik lag bei ca. 40.000 €. Damit ergäbe sich ein Return on Investment von ca. 4 Jahre. Da die Konrad Merkt GmbH & Co. KG weitere Effizienzmaßnahmen im Rahmen einer systemischen Anlagenoptimierung von der BAFA bezuschussen lässt, erhält das Unternehmen als KMU 30 % Zuschuss auf die Investition. Damit verbessert sich die statische Amortisationszeit auf 2,7 Jahre.