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Energetische Optimierung der Druckluftanlage
Das klimaneutrale Unternehmen: Energiesparen bei Heizung und Druckluft
LandeshauptstadtMünchenReferat für Arbeitund Wirtschaft
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Elektroenergieverbrauch in Deutschland
Quelle: ENeffAH 2012
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35%
22%
18%
16%7% 2% Sonstige Motoren
Pumpen
Druckluftkompressoren
Ventilatoren
KostenverteilungEnergieanteile bei industriell eingesetzten elektrischen Antrieben (EU)
1. Energieverbrauch 2000: 80 Mrd. kWh2. Energieverbrauch 2015: ca. 127 Mrd. kWh
Einsparpotenzial in Europa 3,75 Mrd. Euro
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Einsparpotenzial in der EU durch Optimierung der Druckluftsysteme und Einbindung der Kompressoren in die Wärmerückgewinnung
25 Mrd. kWh pro Jahr durch Sanierung der Druckluftsysteme
32 Mrd. kWh pro Jahr durch Ausstattung von 50% der Druckluft-systeme mit Wärmerückgewinnung
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Energie Druckluft –Die Energieform mit dem universellen Einsatz
1. Farbspritzen, Pulverbeschichten2. Allgemeine Werksluft, Sandstrahlen mit
Güteanforderung3. Schneekanonen4. Förderluft für Abwassersysteme5. Kugelstrahlen6. Verpacken, Steuer- und Instrumentenluft7. Molkerei, Brauerei8. Nahrungs- und Genussmittelproduktion9. Krankenhaus, Atemluft10. Webmaschinen, Fotolabor, pharmazeutische Industrie
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Energievergleich Elektro-Pneumatik
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Die vier wichtigen Komponenten:Erzeugung, Aufbereitung, Verteilung, Verbraucher
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UnterschiedlicheDruckluftqualitätsstufen
UnterschiedlicheLeitungssysteme
Stichleitung
Ringleitung
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Druckhaltesystem / Funktionalität
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Moderne Steuerungen können ein System optimieren
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Kompressoren produzieren ein Energiepotenzial, genannt Druckluft, das in der Produktion genutzt wird, und Wärme/ Kälte
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Moderne Anlagenplanung ist die VoraussetzungAnalyse des Druckluftverbrauchs
ADA: Air Demand Analysis
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Gesamtlast über alle aufgenommenen KompressorenNolte Möbel
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Gesamtlast über alle aufgenommenen KompressorenReichert Pfalzgrafenweiler MP 1.1
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Gesamtlast über alle aufgenommenen KompressorenOntex Mayen, Kompressoren 1
1-Schichtbetrieb
2-Schichtbetrieb
3-Schichtbetrieb
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Anzahl Mitarbeiter < 250Jahresumsatz < 50 Mio. €
KMUPraxisbeispielFirmenvorstellung
Produkte:• Spritzguss• Thermoforming• Prototypenbau
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Druckluft Anwendungen
Produktions-maschinen
Pneumatische Antriebe
RoboterTrockeneisstrahlen
Ausblaspistolen
FirmenvorstellungPraxisbeispiel
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Druckluftstation Ist ZustandPraxisbeispiel
DHS ?
SAM ?
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Stationsbegehung – SchwachstellenPraxisbeispiel
-Brennbare Materialien nahe des Kompressors-Abluftkanal zu beiden Seiten geöffnet (Winter-/Sommerbetrieb)
Öllache unter Kompressor (AC VSD)
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Stationsbegehung – SchwachstellenPraxisbeispiel
Veraltetes R407-C in Verwendung!→Hohes Global Warming Potential (GWP)!→in Zukunft Verknappung Kältemittel!
Zusatzinformationen: hier
DL-Leitung mit Kabelbinder verlegt
Kältetrockner
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Stationsbegehung – SchwachstellenPraxisbeispiel
-Korrodierte DL-Leitungen-Unterschiedliche Querschnitte-Hoher Material-Mix in der Leitung
-Kondensatableiter mit Gegengefällte verbaut-Kein Schwanenhals in die Sammelleitung→ggf. Rückströmung
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Werksbegehung – LeckagenPraxisbeispiel
Schnellkupplung undicht
Wartungseinheit undicht
Manometer undicht
Ausblaspistole undicht
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Equipment & DiagrammeAnalyse der Druckluftauslastung (ADA) nach ISO 11011
Sonden
Praxisbeispiel
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Druckluftverbrauchsprofil am WochenendePraxisbeispiel
Leckagerate:0,6 - 0,7 m³/min ≙ ca. 18 % des ⌀-Druckluftverbrauch
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Übersicht Praxisbeispiel
Grundlage für Berechnung: • Energiekosten 18 cents/kWh
Energieverbrauch entsprichtca. 118 t CO2/a
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Praxisbeispiel
Bestand (Austausch): Atlas Copco GA 22 VSD, Kaeser SK 26, BS 61Neue Kompressoren: Kaeser ASD 40 + Sigma Air Manager 4.0
Einsparung p.a.:56.878 kWh30 t CO2
10.000 €
Neues Konzept
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WärmerückgewinnungPraxisbeispiel
Einsparung p.a.:59.272 kWh31,2 t CO2
6.200 €
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LeckagePraxisbeispiel
Leckage 0,6-0,7 m³/min
Aktuelle Werte:0,6 - 0,7 m³/min Leckage ≙ ca. 18 % des ⌀-Druckluftverbrauch≙ 40.349 kWh/. / 21,3 t CO2/a
Ziel:Reduzierung der Leckagen um 50 %
Neues Konzept:0,3 – 0,4 m³/min Leckage≙ ca. 9-10 % des ⌀-Druckluftverbrauch≙ 17.666 kWh/p.a. / 9,3 t CO2/p.a.(Neue Kompressoren berücksichtigt)Einsparung p.a.:
22.683 kWh12 t CO2
4.083 €
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AmortisationPraxisbeispiel
Maßnahme Investment Einsparung p.a.Neue Kompressoren+ SAM 4.0
38.000 € 10.000 €
Wärmerückgewinnung 3.500 € 6.200 €Leckagesuchgerät 3.500 € 4.083 €
Total 45.000 € 20.283 €
→ Amortisation: 2,2 Jahre
Ohne BAFA-Förderung
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EinsparpotenzialPraxisbeispiel
Maßnahme Einsparung [kWh/a] Einsparung [t CO2/a]Austausch Kompressoren & Steuerung
56.878 30
Wärmerückgewinnung 59.272 31,2Leckagen 22.683 12Gesamtsumme 138.833 73,2
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Zusammenfassung der MaßnahmenPraxisbeispiel
• Austausch der Kompressoren• Reduzierung der Leckagerate• Anpassung der Zu- und Abluft• Warmwasser-Wärmerückgewinnung• Übergeordnete Steuerung Sigma Air Manager 4.0
Einsparpotential/a: 138.833 kWh / 20.283 € / 73,2 t CO2
Erhöhte Verfügbarkeit der Druckluft durch neue KAESER-Technologie!
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Auffälligkeiten in Druckluftstationen & Produktionsräumen
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Mögliche Energieeinsparungen in existierenden Druckluftstationen
www.kaeser.com / Seite 32
Maßnahmenkatalog• Schritt 1: Einsatz übergeordnete Steuerung mit Auditfunktion
• Schritt 2: Einsatz Spitzenlastanlagen
• Schritt 3: Einsatz Mittellastanlagen
• Schritt 4: Einsatz Grundlastanlagen
• Schritt 5: Einsatz Wärmerückgewinnungssysteme
• Schritt 6: Leckagereduzierung
• Schritt 7: Optimierung der Druckluftaufbereitungskomponenten
• Schritt 8: Optimierung des Rohrleitungssystems
• Schritt 9: Modernisierung Fertigungsbereiche
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KAESER als Kooperationspartnerverschiedene Energieforschungsprogramme
www.kaeser.com / Seite 34
Die optimale DruckluftstationEnergiesparend und zuverlässig
