Beim Thema Druckluftkosten sollte erwähnt werden, dass die Stromkosten den größten Teil (80 %) der mit dem Kompressor verbundenen Kosten ausmachen. Daher bieten viele Druckluftanlagen erhebliche Möglichkeiten zur Energieeinsparung, einschließlich Energierückgewinnung, Druckreduzierung, Leckreduzierung, Regelsystemen sowie Steuerungen und Funktionen. Sie sollten ebenfalls auf die Kompressorgröße achten.
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.
Berücksichtigen Sie bei Investitionen in neue Anlagen sowohl den aktuellen Bedarf als auch das zukünftige Wachstum. Übersehen Sie Faktoren wie Umweltvorschriften, Energieeffizienz und Produktionsanforderungen nicht.
In Branchen, die stark auf Druckluft angewiesen sind, ist ein optimierter Betrieb unerlässlich, insbesondere wenn sich die Produktionsbedingungen ändern. Eine objektive Analyse Ihrer Anforderungen kann Ihnen dabei helfen, Kosten zu senken und sicherzustellen, dass Ihre Luftversorgung dem Bedarf entspricht, während gleichzeitig Raum für eine effiziente Skalierung bleibt.
Im Folgenden finden Sie eine Liste der verschiedenen Komponenten, die Ihnen begegnen werden, und wie diese sich auf die Gesamtkosten von Druckluftanlagen auswirken.
| Komponente | Beschreibung |
|---|---|
| Druckluftkompressoren | Die Kernmaschine. Die Anschaffungskosten sind im Vergleich zu den Gesamtbetriebskosten minimal. Da Energie den größten Kostenfaktor darstellt, ist die Wahl des effizientesten Modells entscheidend. |
| Trockner und Filter | Unverzichtbar für die Luftqualität in sensiblen Bereichen wie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Muss auf die Branchenstandards zugeschnitten sein. |
| Ablässe | Intelligente Zero-Loss-Abläufe sparen Energie, indem Kondensat nur bei Bedarf abgelassen wird, im Gegensatz zu Timer-Abläufen, die Energie verschwenden. |
| Leitungen | Eine ordnungsgemäße Verrohrung verhindert Einschränkungen, Druckabfälle und minimiert Leckagen. |
| Druckluftbehälter | Richtig dimensionierte Tanks reduzieren Fehlbedarf und Druckänderungen und begrenzen den Bedarf an zusätzlichen Kompressoren. |
| Luftlecke | Kontinuierliche Überwachung und Leckerkennung sind entscheidend, um die Effizienz aufrechtzuerhalten und kostspielige Verluste zu reduzieren. |
| Zentrale Steuerung | In Systemen mit mehreren Verdichtern optimieren Zentralregler die Leistung durch Regelung von Druckbereichen, Kapazität und Drehzahl. |
| Energierückgewinnung | Die Abwärme von Kompressoren kann für die Beheizung von Räumen, Wasser oder Prozessen verwendet werden, wodurch die Energieeffizienz gesteigert wird. |
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.
Es ist wichtig, den Betriebsdruck korrekt zu berechnen, da sich dieser direkt auf den Energiebedarf auswirkt. Je höher der Druck, desto höher der Stromverbrauch. Tatsächlich werden bei jeder Erhöhung um 1 bar etwa 8 % mehr Energie verbraucht. Eine Erhöhung des Betriebsdrucks zum Ausgleich 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 ein intelligentes Überwachungssystem 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.
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