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Energieeffizienz

Druckluft: Netzwerkoptimierung

Etwa 15 % der Verluste in einem Druckluftsystem finden im Druckluftnetz statt (ohne Leckagen).

#Druckluft

Neben Leckagen kommt es im Druckluftnetz häufig aus Gründen der Auslegung des Netzes zu Verlusten:

  • Druckverluste durch falsche Rohrdimensionen,
  • Kondenswasser, welches Komponenten beschädigt und den Druckverlust erhöht,
  • Designfehler beim Konzept des Netzes.

Empfehlungen zur Optimierung

  • Optimierung der Komponenten: Bei Einbauten, T-Stücken, Schraubverbindungen, Anschluss von Werkzeugen usw. ist auf hochqualitative Produkte mit geringem Druckverlust zu achten. Beispielsweise können Kupplungen mit Ventilen verwendet werden, welche einen freien Durchgang ermöglichen.
  • Kondensatabscheidung: Kondensatbildung tritt dort auf, wo die Umgebungstemperatur des Rohres unter jener im Kompressorraum liegt. Um den Druckverlust durch Kondensat in den Leitungen du vermeiden, müssen spezielle Entwässerungskomponenten an spezifischen Positionen im Netz verbaut werden. Dabei geben Größe, Form und Gestaltung des Gebäudes bzw. die Gestaltung des bestehenden Netzes diese Positionen vor. Prinzipiell ist darauf zu achten, dass die Drucklufthauptleitung ein leichtes Gefälle von 1 m auf 100 m aufweist und der Abstand zwischen den Entwässerungsstellen etwa 30 m beträgt.
  • Designfehler vermeiden: Prinzipiell ist eine Ringleitung einer Stichleitung vorzuziehen. Im Allgemeinen reduziert diese die Fließgeschwindigkeiten, was weniger Druckverluste bewirkt. Außerdem können automatische Absperrventile eingebaut werden, um verschiedene Bereiche bei Bedarf zu isolieren. Darüber hinaus ist durch eine Ringleitung eine Erweiterung oder Veränderung des Systems einfacher. Diese Maßnahme ist oft nur mit hohem Investitionsbudget durchführbar.
  • Rohrdimensionen überprüfen: Rohrdimensionen werden in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und des Volumenstroms dimensioniert. Um zu hohe Druckverluste zu vermeiden, sollte eine Fließgeschwindigkeit von 6,0 m/s nicht überschritten werden.

Bewertung von Optimierungsmaßnahmen

Folgende Erfahrungswerte können bei der Bewertung von Optimierungsmaßnahmen im Druckluftnetz eine Orientierung bieten:

  • ​​​​Energieeinsparungen: Die Optimierung des Netzes ermöglicht Energieeinsparungen in Verbindung mit der Verringerung der Verluste (mindestens 15 %).
  • Wirtschaftliche Einsparungen: etwa 15 %
  • Durchschnittliche Amortisationszeit: 3 – 6 Jahre
  • Emissionen: 0,702 kg CO2/kWhel (CO2-Ausstoß bei der Produktion von 1 Nl/min Druckluft für eine Stunde), abhängig vom Strommix
  • Vorteile für die Umwelt: Reduktion der CO2-Emissionen durch geringeren Energiebedarf.

Nicht-Energievorteile (Mehrfachnutzen)

  • Vorteile für die Umwelt
  • Höhere Produktivität
  • Arbeitsumfeld/Gesundheit/ Sicherheit
  • Die stabilere Druckluftversorgung erhöht die Qualität der Produkte. Zukünftige Netzerweiterungen können leichter implementiert werden.

Praxisbeispiel

Verringerung des Stromverbrauchs bei der Drucklufterzeugung (Modena, Emilia-Romagna, Italien) 

  • Ausgangssituation: Auf der Grundlage einer Messkampagne wurde der Stromverbrauch der Drucklufterzeugungsanlage in Höhe von 10.193 kWh/Monat ermittelt. Der Verbrauch war auf die Handhabung der Ofentüren zurückzuführen (mehr als 8.000 kWh/Monat).
  • Beschreibung der Maßnahme:
    • Neugestaltung des Luftverteilungsnetzes, Erneuerung mit Hochleistungsrohren
    • Austausch des On/Off-Kompressors durch einen Kompressor mit Invertertechnik 
    • System zur Überwachung des Stromverbrauchs für das Druckluftsystem
    • Optimierung der Arbeitsdrücke der Nutzer
    • Neuplanung und Optimierung der Wartung

Die Maßnahme führte zu einer Senkung des Stromverbrauchs von 33 % im Kompressorenbereich und erreichte 100 TEE/Jahr (Energieeffizienzzertifikate oder weiße Zertifikate). DIe Amortisationszeit lag bei fünf Jahre.