Tipps zur Verbesserung der Energieeffizienz Ihres Druckluftsystems

Schritt 1 

Minimieren Sie zuerst den Druckluftbedarf, welcher durch Produktion und Leckagen verursacht wird. Danach können Sie den tatsächlichen Bedarf der Produktion präzise messen.

Wahl der Automatisierungstechnik: Einsatz von Elektromotoren vs. Pneumatik

• Einfache Bewegungen: Elektrische Antriebe bevorzugt wegen Effizienz und Präzision.
• Einpressvorgänge: Wahl zwischen Pneumatik und Elektrik abhängig von Prozesskraft und Vorgangsdauer.
• Haltekräfte: Pneumatik effizienter, da elektrische Antriebe konstant Energie für Positionierung verbrauchen.

Fazit:
Elektrische Antriebe sind bei Bewegungen effizienter; bei Halteaufgaben jedoch bis zu 22x energieintensiver als Pneumatik. Die Auswahl sollte basierend auf den Gesamtkosten geschehen, die sich aus Anschaffung und laufendem Energieverbrauch zusammensetzen. Oftmals ist die Kombination beider Automatisierungstechniken am dabei am energieeffizientesten.

Leckagen beheben:
Druckluftleckagen verursachen signifikante wirtschaftliche und ökologische Schäden. Die entweichende, gereinigte Druckluft erhöht die Betriebskosten und CO2-Emissionen, wobei große Leckagen trotz ihrer Seltenheit den Großteil der Kosten verantworten. Während robuste Edelstahlrohre selten undicht sind, treten die meisten Leckagen in der Produktion auf, insbesondere an Maschinen und deren Verbindungselementen. Ultraschall-Lecksuchgeräte und akustische Kameras können Leckagen sowohl akustisch als auch visuell orten.

Schritt 2

Mit einem klar definierten Bedarf kann dann die Erzeugung und Aufbereitung energetisch optimiert werden. Dies gewährleistet, dass Kompressoren und Aufbereitung effizient auf den tatsächlichen, minimierten Bedarf ausgelegt sind.

Möchten Sie wissen, wie Sie die spezifische Leistung Ihres Druckluftsystems überwachen können? Dieser Artikel gibt Ihnen detaillierte Einblicke: hier klicken. Falls die spezifische Leistung Ihres Systems nicht Ihren Erwartungen entspricht, gibt es effektive Maßnahmen zur Optimierung der Drucklufterzeugung und -aufbereitung.

Ansaugbedingungen:
Insbesondere Temperatur, Feuchte, Belüftung und Absolut druck spielen eine entscheidende Rolle für die Effizienz der Drucklufterzeugung. Hohe Temperaturen können die Betriebskosten steigern, während eine unzureichende Belüftung selbst unter optimalen Bedingungen die Effizienz beeinträchtigen kann.

Kompressorensteuerung:
Verschiedene Typen von Kompressoren haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile in Bezug auf Effizienz, Wartung und Kosten. Ein optimales Setup könnte aus einem drehzahlgeregelten Kompressor für Spitzenverbräuche und zwei grundlastfähigen Kompressoren bestehen. Ein drehzahlgeregelter Kompressor passt seine Motor-Drehzahl variabel an den Luftbedarf an und ist besonders effizient bei einer Auslastung zwischen 40 % und 80 %. Durch diese Kombination wird nicht nur eine hohe Effizienz und ein gleichmäßiger Betriebsdruck erreicht, sondern auch eine wichtige Redundanz geschaffen. Im Falle eines Kompressorausfalls verhindert diese Redundanz einen möglichen und teuren Produktionsstopp, da die anderen Kompressoren den Luftbedarf weiterhin decken können.

Wärmerückgewinnung: Effektive Wärmerückgewinnung steigert die Effizienz eines Druckluftsystems, indem sie die beim Komprimieren entstandene Abwärme nutzt und so die Betriebskosten des Druckluftsystems effektiv reduziert.

Anlagenalter, -zustand und Wartung:
Ältere Systeme sind meist weniger effizient als neuere Druckluftanlagen. Ein nicht optimaler Zustand kann den Betrieb und damit die Energieeffizienz negativ beeinträchtigen und so zu unnötigen Kosten führen. Generell gilt: Unabhängig vom Alter ist eine regelmäßige Wartung und Überprüfung essenziell, um die Effizienz des Systems aufrechtzuerhalten und potenzielle Probleme frühzeitig zu identifizieren.

Optimierung des Druckniveaus / Minimierung von Druckverlusten:
Ein höheres Druckniveau führt oft zu gestiegenen Betriebskosten. So können beispielsweise bereits 1 bar erhöhter Druck den Energieverbrauch um 5 bis 7 Prozent steigern. Es ist ratsam, das den Systemdruck nur so hoch zu betreiben, wie es für den reibungslosen Betrieb der Anlage erforderlich ist. Druckverluste im Verteilungsnetz, beispielsweise hervorgerufen durch gesättigte Filter oder andere Faktoren wie Leckagen oder unzureichende Leitungsdimensionierungen, den Bedarf für ein erhöhtes Druckniveau am Kompressor erzeugen. Eine regelmäßige Überprüfung und Anpassung des Systems kann also helfen, den effizientesten Betriebsdruck beizubehalten und Energiekosten zu sparen.

Druckluftbehälter und Ringleitungen optimieren:
Der Einsatz von von Druckluftbehältern und Ringleitungen können zur Druckstabilisierung eingesetzt werden indem sie für eine gleichmäßige Luftverteilung sorgen. Ein zu geringer Leitungsdurchmesser kann zu hohen Flussgeschwindigkeiten und erhöhten Druckverlusten führen. Die richtige Dimensionierung der Leitungen und Druckluftbehälter ist umso entscheidender für die Effizienz des Druckluft-Systems.

Druckluftaufbereitung gemäß ISO 8573-1 beachten:
Eine angemessene Druckluft-Trocknung und Druckluft-Filterung kann zusätzliche Energiekosten mit sich bringen, ist jedoch oft eine unerlässliche Maßnahme, um die für bestimmte Produktionsprozesse erforderliche Luftqualität sicherzustellen. Besonders in Branchen wie Lebensmittelindustrie, Medizintechnik und Pharmazie sind die Anforderungen in diesem Bereich hoch, da die Druckluft häufig in direkten Kontakt mit Endprodukten tritt. Es ist daher essenziell, die Druckluftqualität regelmäßig zu überwachen. Andernfalls können Risiken auftreten, wodurch Maschinen beschädigt oder Produktchargen durch Kontamination unbrauchbar werden könnten. Ein stetiges Monitoring um die Balance zwischen Kosten und erforderlicher Reinheit einhalten zu können sollte im Fokus stehen, um die Effizienz und Sicherheit des Systems gleichermaßen zu gewährleisten.

Der Einsatz eines Adsorptionstrockners bei hohem Trocknungsbedarf:
Falls sehr trockene Druckluft (< - 40 Grad Taupunkt) erforderlich ist, empfiehlt sich der Einsatz eines Adsorptionstrockners innerhalb des Druckluftsystems. Dabei gibt es folgende Unterschiede:

• Kaltregenerierende Adsorptionstrockner nutzen Dekompression zur Regeneration des Adsorptionsmittels und verbrauchen dabei 12% - 20% der getrockneten Druckluft.
• Warmregenerierende Adsorptionstrockner regenerieren durch externe Wärmezufuhr und verbrauchen dabei deutlich weniger oder sogar keine Druckluft, jedoch Energie zur Beheizung. Gegebenenfalls kann die Wärmerückgewinnung des Kompressors genutzt werden.

Was man nicht misst, kann man nicht optimieren.

Sensoren sind unerlässlich für die Energieeffizienz und Optimierung von Druckluftsystemen. Sie ermöglichen die Überwachung und Diagnose von Systemkomponenten, um Ineffizienzen und Anomalien frühzeitig zu erkennen. Ein sensorgestützter Ansatz gewährleistet maximale Effizienz, Kosteneinsparungen und eine nachhaltige Ressourcennutzung. Es ist ein entscheidender Schritt, um Verbesserungspotenziale aufzudecken und fundierte Optimierungsmaßnahmen zu implementieren.