Reinigungs- und Filtrationsanlagen, Kühlwasserkreisläufe und Kühltürme, Heizungs- und Lüftungsanlagen sowie weitere prozesstechnische Anlagen müssen ebenso wie Systeme für die Wasserversorgung Flüssigkeiten beziehungsweise gasförmige Medien in bedarfsgerechter Menge zur Verfügung stellen.
Da es sich dabei um sehr langlebige Investitionsgüter handelt, werden sie üblicherweise mit entsprechenden Reserven für zukünftige Änderungen der Systemanforderungen ausgelegt. Dies betrifft unter anderem die Fördermenge und den Förderdruck. Diese Überdimensionierung verursacht jedoch unnötig hohe Betriebskosten und Energieverschwendung, da diese Anlagen häufig nur mit einer groben Regelung betrieben werden.
Dies verdeutlicht das Beispiel für eine zentrale Kühlschmiermittelversorgung. Bei Über- oder Unterschreiten des eingestellten Druckwerts für die Förderung des Fluids wird eine Pumpe zu- oder abgeschaltet. Ist die Anlage beispielsweise mit vier Pumpen ausgestattet, erfolgt die Regelung in 25 Prozent-Schritten. Das dann zu viel geförderte Kühlmedium läuft ungenutzt über eine Bypass-Leitung zurück in die Filteranlage und die dafür aufgewendete Energie ist komplett verschwendet.
Präzise, bedarfsgerechte Regelung mittels Ecoclean DFC
Durch diese Grobregelung verbrauchen die Systeme signifikant mehr Energie als erforderlich, verbunden mit entsprechend hohen CO2-Emissionen. Abhilfe schafft hier die von Ecoclean entwickelte dynamische Volumenstromregelung Ecoclean DFC. Sie ermöglicht, die Pumpen beziehungsweise das Fluidsystem basierend auf den Messgrößen Druck und Volumenstrom präzise, schnell und bedarfsgerecht zu regeln. Dafür werden entsprechende Messsensoren in den Hauptabgang der Prozessanlage integriert und die Systempumpen mit Frequenzumrichtern ausgestattet.
Die Pumpendrehzahl lässt sich mittels Ecoclean DFC Regelung so fein justieren, dass die geförderte Menge des Kühlschmiermittels jederzeit automatisch und schnell an den aktuellen Fluidbedarf angepasst wird. Die Bypass-Leitungen werden dadurch komplett überflüssig. Wesentlich mehr ins Gewicht fällt jedoch, dass nur noch die tatsächlich benötigte Energie verbraucht wird, was nicht nur zu einer spürbaren Reduzierung der Betriebskosten, sondern auch der CO2-Emissionen führt.
Die erzielbaren Energieeinsparungen durch diese hocheffiziente Pumpenregelung liegen bei bis zu 45 Prozent. Die Ausstattung bestehender Versorgungssysteme mit der dynamischen Volumenstromregelung von Ecoclean wird daher in der Regel mit 30 Prozent der Investitionskosten durch Förderprogramme des Bundes beziehungsweise der Länder und Gemeinden unterstützt.
Schnelle Amortisation durch hohe Energieeinsparung
Zu den bisher realisierten Projekten in diesem Bereich zählt die zentrale Kühlschmiermittelversorgung der Bosch Rexroth AG im Werk Horb. Vor der Integration der Ecoclean DFC Regelung lag der jährliche Stromverbrauch bei rund 256 MWh, die CO2-Emissionen bei zirka 135 Tonnen. Eine vorab von Ecoclean durchgeführte Potentialanalyse ergab für die bedarfsabhängige Regelung der Systempumpen mittels DFC eine zu erwartende Energieeinsparung von rund 35 Prozent.
Die Verbrauchserfassung nach dem Einbau der DFC Regelung zeigte, dass der Stromverbrauch tatsächlich sogar um 40 Prozent (103 MWh) sank. Die CO2-Emissionen konnten somit um jährlich zirka 54 Tonnen verringert werden. Ohne Berücksichtigung eventueller Fördermittel betrug die Amortisationszeit für die Integration der Dynamischen Volumenstromregelung nur rund zwei Jahre.
Dieses Beispiel verdeutlicht, dass durch eine bedarfsgerechte Regelung der Fluidmenge bei vergleichsweise überschaubaren Investitionen eine spürbare Reduzierung der Betriebskosten erzielt werden kann. Und das verbunden mit einem entsprechenden Beitrag zur Ressourcenschonung und Verringerung von CO2-Emissionen.
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