Auslegung und Bauweise der Kompressoren
Auf einen Blick
Energieeffizienz
Handwerk / Industrie
Bundesweit
Mittelfristig (2 bis 6 Monate)
Mittel
Beschreibung
Die am häufigsten verwendete diskontinuierliche Regelung bei Kompressoren ist die Volllast – Leerlauf – Aussetzregelung. Diese versetzt den Kompressor ab einer Obergrenze pmax in den Leerlauf, anstatt ihn auszuschalten. Dies vermeidet zwar Motorschaltvorgänge, was die Lebensdauer erhöht, braucht aber zusätzliche Energie.
Ursachen für Überdimensionierung und damit höhen Leerlaufzeiten können sein:
Empfehlungen zur Optimierung
Es wird empfohlen die alten, überdimensionierten und diskontinuierlich geregelten Kompressoren gegen neue mit variabler Drehzahlregelung (VFD) zu tauschen. Kompressoren mit Frequenzumwandlern können die Drehzahl in einem weiten Bereich verändern. Dadurch kann die Menge an bereitgestellter Druckluft an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden (0,1 bar Differenz möglich).
Kompressorenhersteller bieten meist ein breites Spektrum an Kompressoren mit Frequenzumwandlern an. Kompressoren, welche bereits die richtige Dimension haben, können mit Frequenzumwandlern aufgerüstet werden. Dies ist aber nur in Ausnahmefällen wirtschaftlich. Im Regelfall ist es am besten, den passenden Kompressor mit Frequenzumwandler einzubauen, nachdem man den benötigten Volumenstrom und die erforderlichen Betriebsstunden gemessen hat.
Durch die Regelung kann der Systemdruck in einem Bereich von 0,1 bar um den benötigten Wert gehalten werden. Der Drucküberschuss durch ungeregelte Kompressoren wird vermieden und es können 6 – 10 % Energie gespart werden.
| Relevante technische Überlegungen | Es ist erwähnenswert, dass der optimale Arbeitsbereich von frequenzgesteuerten Kompressoren bei 40 bis 70 % der Volllast liegt. Über- oder unterhalb dieses Bereichs sinkt die Effizienz rapide. |
| Wirtschaftlichkeit | Die Investitionen hängen von der Art des Eingriffs ab, der an der Anlage vorgenommen wird. Für den Austausch eines Kompressors betragen die Kosten ab 3.000 – 4.000 EUR. |
| Energieeinsparungen | Durch den Einsatz eines VFD-gesteuerten Kompressors kann der Energiebedarf eines schlecht dimensionierten Kompressors um etwa 25 – 30 % reduziert werden. Die Drucküberschüsse der ungeregelten Kompressoren aufgrund ihrer festen Start/Stopp-Punkte werden vermieden, und pro Bar Systemdruck können etwa 6 – 10 % Energie eingespart werden. Potenzielle Einsparungen von 15 % durch den Austausch minderwertiger Komponenten. |
| Wirtschaftliche Einsparungen | 10 – 30 % |
| Durchschnittliche Amortisationszeit | 3 – 6 Jahre |
| Emissionen | 0,702 kg CO2/kWhel (CO2-Ausstoß bei der Produktion von 1 Nl/min Druckluft für eine Stunde), in Abhängigkeit vom Strommix |
| Vorteile für die Umwelt | Reduktion der CO2-Emissionen durch geringeren Energiebedarf. Reduktion von NOx |
| Nicht-Energievorteile (Mehrfachnutzen) |
|
Praxisbeispiel
Installation eines VFD-gesteuerten Kompressors (Österreich, 2013)
- Ausgangssituation: Vor Umsetzung der Maßnahme war ein älterer Kompressor mit starrer Regelung und mit einer zeitgesteuerten Kondensat-Ableitung im Einsatz. Durch stark schwankende Verbraucher führte der Kompressor häufige Start-Stopps aus und hatte einen hohen Leerlaufanteil.
- Beschreibung der Maßnahme: Durch den Einbau eines modernen frequenzgeregelten Kompressors, konnte das Druckniveau im Netz gesenkt werden, und es entstehen weniger Verluste über die Leckagen. Der neue Kompressor kann auch häufig im geringen Teillastbereich betrieben werden, da teilweise nur einzelne Maschinen im Betrieb besetzt sind. Das Druckniveau an den teilweise unterschiedlichen Produktionsprozess kann individuell eingestellt werden.
- Investitionskosten: 57.400 EUR
- Amortisationszeit: 5 Jahre
Quellenangabe
Partner
Gear@SME
Die Maßnahmenbeschreibung stammt vom Projekt GEAR@SME. Das Projekt lief von 2020 bis 2023 und wurde durch das Horizon-2020-Programm der Europäischen Union gefördert. Zu den 10 Projektpartnern gehört u.a. die Berliner Energieagentur.Website öffnen
Datum
Zuletzt geändert am 03. September 2024Verwandte Artikel
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