Die Gesamtkosten von Druckluft einfach erklärt

Die Investitionskosten sind unveränderbar und umfassen den Kaufpreis, die Infrastrukturausgaben, die Installation und die Versicherung. Die Investitionskosten werden sowohl durch die Qualität der Druckluft als auch durch den Abschreibungszeitraum bestimmt. Die Energieausgaben umfassen die jährliche Betriebszeit, den Grad der Be- und Entlastung sowie die Energiekosten der Einheit.

Wenn Sie Investitionen in neue Geräte tätigen, sollten Sie sowohl Ihre aktuellen Anforderungen als auch die zukünftige Planung berücksichtigen. Sie sollten auch Faktoren berücksichtigen, die sich auf die Druckluftanlage auswirken könnten, einschließlich Umweltvorschriften, Möglichkeiten für Energieeinsparungen, Produktionsanforderungen und geplantem Wachstum.

Die Optimierung des Kompressorbetriebs ist wichtig für große, druckluftabhängige Branchen. Wenn Sie in einer wachsenden Branche arbeiten, ändern sich die Produktion und die Betriebsbedingungen im Laufe der Zeit.

Unsere Erfahrung zeigt, dass eine umfassende, unvoreingenommene Analyse Ihrer betrieblichen Anforderungen wesentlich zur Senkung der Gesamtkosten beiträgt. Dabei ist es wichtig, dass Ihre Druckluftversorgung den aktuellen Bedarf deckt und gleichzeitig Raum für zukünftige Erweiterungen lässt.

Im Folgenden finden Sie eine Liste der verschiedenen Komponenten, die Ihnen begegnen werden, und wie diese sich auf die Gesamtkosten von Druckluftanlagen auswirken.

• Kompressoren: Das ist die Maschine selbst. Wie oben erwähnt, macht die Erstinvestition nur einen geringen Anteil der Gesamtbetriebskosten aus. Da die Stromkosten den größten Teil der Gesamtkosten ausmachen, ist es sinnvoll, in die effizienteste Maschine zu investieren.

• Trockner und Filter: Diese Komponenten sind besonders wichtig für sensible Anwendungen wie Lebensmittel und Pharmazeutika, da sie Auswirkungen auf die Druckluftqualität haben. Dort benötigen Sie die Lösung, mit der Sie die Normen in Ihrer Branche erfüllen können.

• Ablässe: Intelligente verlustfreie Ablässe leiten das angesammelte Kondensat aus einem Druckluftsystem bei Bedarf ab. Im Gegensatz zu zeitgesteuerten Ablässen, die in einem festgelegten Zeitintervall ableiten, selbst wenn kein Kondensat vorhanden ist, spart dies Energie. 

• Rohrleitungen: Ein geeignetes Rohrleitungssystem beseitigt Verengungen und Druckverluste und kann Druckluftleckagen reduzieren.

• Druckluftbehälter: Ähnliches gilt für die Verwendung von Behältern, die Druckluft speichern. Mit der richtigen Größe können falsche Anforderungen an Ihr Druckluftsystem und der Bedarf an zusätzlichen Kompressoren eliminiert werden. Es treten dann außerdem nicht so oft Systemdruckänderungen auf. 

• Leckagen: Obwohl viele Ineffizienzen bereits vor dem Anlagenbetrieb beseitigt werden können, ist es wichtig, die Geräte ständig zu überwachen. Dazu gehören auch die Erkennung und Reparatur teurer Leckagen.

• Zentrale Steuerung: Bei Systemen mit mehr als einem Kompressor können zentrale Steuerungen eine wichtige Rolle spielen. Sie können das durchschnittliche Druckband verringern, die Kompressorkapazität steuern und die Kompressordrehzahl regeln. 

• Energierückgewinnung: Der Großteil der Abwärme eines Kompressors kann zurückgewonnen und in anderen Betriebsbereichen genutzt werden, zum Beispiel zum Heizen von Räumen, Wasser oder Produktionsprozessen.

Bei Berechnungen ist es wichtig, den Gesamtleistungsbedarf im Blick zu haben. Dabei sollten alle an einer Kompressorinstallation beteiligten Komponenten in Betracht gezogen werden, einschließlich Einlassfilter, Lüfter, Trockner, Abscheider und Energierückgewinnung. Zum Vergleich von Optionen halten Sie sich am besten an die internationalen ISO-Normen.

Der Betriebsdruck wirkt sich direkt auf den Strombedarf aus. Je höher der Druck, desto höher der Stromverbrauch. Tatsächlich wird bei jeder Erhöhung um 1 bar etwa 8 % mehr Strom verbraucht. Eine Erhöhung des Betriebsdrucks zur Kompensation eines Druckabfalls führt immer zu Effizienzeinbußen.

Im Allgemeinen treten diese Druckabfälle aufgrund eines ungeeigneten Rohrsystems oder verstopfter Filter auf. Es wird empfohlen, diese Faktoren vor der Erhöhung des Kompressordrucks zu untersuchen. Bei Installationen mit mehreren Filtern kann der Druckabfall erheblich und kostspielig sein, wenn derartige Wartungsprobleme nicht behoben werden.

In vielen Installationen ist es nicht möglich, den Druck stark zu reduzieren. Durch den Einsatz moderner Regeleinrichtungen kann der Druck jedoch realistisch um 0,5 bar gesenkt werden. Diese Methode führt zu leichten Energieeinsparungen und wirkt sich damit auf die jährlichen Ausgaben aus, auch wenn sie zunächst unbedeutend scheint.

Wie bereits erwähnt, sind die Energiekosten der ausschlaggebende Faktor für die Gesamtkosten für Druckluft. Tatsächlich können sie bis zu 80 % der Kosten für den Besitz und Betrieb eines Druckluftsystems ausmachen. Daher ist es wichtig, die effizientesten Lösungen in den Blick zu nehmen, die Ihre Anforderungen erfüllen.

Auch wenn die modernsten Geräte mit höheren Erstinvestitionskosten einhergehen, sparen Sie insgesamt mehr. Idealerweise entspricht die Leistung eines Kompressors dem Druckluftverbrauch Ihrer Anwendung. Mit Geräten mit variabler Drehzahlregelung (VSD) können außerdem verschiedene Druckanforderungen erfüllt werden.

Die meisten Kompressoren sind mit integrierten Steuerungs- und Regelsystemen ausgestattet. Wenn Sie mehr als eine Maschine betreiben, können Sie auch eine Fernüberwachung und zentrale Bedienelemente hinzufügen. Dies trägt zur Optimierung Ihres gesamten Systems bei und stellt sicher, dass Sie mit maximaler Leistung arbeiten. Die Motordrehzahlregelung ist aufgrund ihres enormen Potenzials ebenfalls eine beliebte Energiesparmethode.

Einige Überwachungstools können auch Ineffizienzen aufzeigen. Diese Informationen sind hilfreich zum Erkennen von Leckagen, verschlissenen Geräten, mangelhafter Filterung und falsch konfigurierten Komponenten. Wie bereits erwähnt, können diese Wartungsprobleme die Gesamtkosten von Druckluftsystemen in die Höhe treiben.

In vielen Fällen können Leckagen bis zu 20 % des Druckluftströmung ausmachen. Leckagen verhalten sich ebenfalls proportional zum Betriebsdruck. Daher besteht eine Methode darin, undichte Anlagen zu reparieren und den Betriebsdruck zu senken. Eine Reduzierung des Drucks um nur 0,3 bar reduziert Leckagen um 4 %. Wenn die Leckage in einer Anlage mit 100 m³/min 12 % beträgt, stellt diese Reduzierung eine Einsparung von ca. 3 kW dar.

Sie sollten ebenfalls berücksichtigen, wann Ihre Geräte tatsächlich zum Einsatz kommen. Wenn nachts und an Wochenenden nur eine kleine Menge Druckluft verwendet wird, lohnt es sich möglicherweise, für diese Zeiten einen kleinen Kompressor zu installieren. Mit Absperrventilen kann diese Aufteilung problemlos eingerichtet werden. 

Wenn für eine bestimmte Anwendung ein anderer Betriebsdruck erforderlich ist, müssen Sie entscheiden, ob eine zentrale oder dezentrale Produktion sinnvoller ist. Durch das Unterteilen des Druckluftnetzes können Sie sich an hohen und niedrigen Druckluftbedarf anpassen. Die Planung sollte dabei auf Luftstrommessungen beruhen.

Mit einem modernen Master-Steuersystem wie oben beschrieben kann die zentrale Kompressoranlage optimal in verschiedenen Betriebssituationen eingesetzt werden. Die Auswahl des richtigen Regelverfahrens führt zu Energieeinsparungen durch einen niedrigeren Systemgesamtdruck und optimale Nutzung. Diese Steuersysteme können auch Stillstandzeit reduzieren, indem die Arbeitslast gleichmäßig verteilt wird.

Darüber hinaus ermöglicht die zentrale Steuerung die Programmierung automatischer Druckminderungen außerhalb der Spitzenzeiten, wie nachts und an Wochenenden. Da der Druckluftverbrauch nur selten konstant ist, sollte die Kompressorinstallation vielseitig einsetzbar sein. Dabei sollte eine Kombination aus Kompressoren mit unterschiedlichen Kapazitäten und Drehzahlüberwachungsgeräten implementiert werden.

Es ist möglich, Energie zurückzugewinnen, um externe Elektrizität, Gas oder Öl vollständig oder teilweise durch Wärme zu ersetzen. Ausschlaggebend sind die Energiekosten in €/kWh, der Auslastungsgrad und die Höhe der erforderlichen Zusatzinvestitionen.

Ein gut geplantes Energierückgewinnungssystem zahlt sich oft innerhalb von 1 bis 3 Jahren aus. Mehr als 90 % der Energie, die dem Kompressor zugeführt wird, kann in Form von wertvoller Wärme zurückgewonnen werden. Die Temperatur der zurückgewonnenen Energie bestimmt mögliche Anwendungsbereiche und somit deren Mehrwert.

Der höchste Wirkungsgrad wird in der Regel bei wassergekühlten Anlagen erzielt. Dies funktioniert, indem der Kühlwasserauslass der Kompressoranlage an Geräte angeschlossen wird, die mit Wärme betrieben werden, beispielsweise an den Rückleitungskreis des Heizkessels.

Zurückgewonnene Energie kann ganzjährig genutzt werden. Unterschiedliche Kompressorausführungen haben unterschiedliche Voraussetzungen. In bestimmten Situationen, in denen ein großer Wärmestrom mit Spitzenzeiten erforderlich ist oder wo weite Entfernungen zum Nutzungspunkt überbrückt werden müssen oder unterschiedliche Anforderungen bestehen, können Sie die zurückgewonnene Energie auch verkaufen. Erfahren Sie mehr über die Energierückgewinnung in Kompressorinstallationen.