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Zentrale Druckluftstation bekommt Konkurrenz

Modellrechnung zeigt: Dezentrale Verdichter sind oft sparsamer
Zentrale Druckluftstation bekommt Konkurrenz

Zentrale Druckluftstation bekommt Konkurrenz
Anstehende Erweiterungen sind eine gute Gelegenheit, die historisch gewachsene Struktur der Druckluftversorgung auf den Prüfstand zu stellen. Oftmals arbeiten dezentrale Verdichter mit integrierter Luftaufbereitung sparsamer (Bild: Atlas Copco)
Die traditionelle Kompressorstation hat eine Schwachstelle: Sie wird meist für den Verbraucher mit den höchsten Anforderungen ausgelegt und ist dann für die restlichen Verbraucher überdimensioniert. In solchen Fällen können dezentral aufgestellte Verdichter den Energiebedarf deutlich senken.

Von unserem Redaktionsmitglied Olaf Stauß olaf.stauss@konradin.de

Noch vor wenigen Jahren war es praktisch unmöglich, Kompressoren dezentral aufzustellen. Mit einem Geräuschpegel von 75 dB(A) verursachten sie so viel Lärm, dass sie niemand am Arbeitsplatz hätte ertragen können. Heute sieht es anders aus. Die Maschinen sind mit Geräuschpegeln bis herunter zu 65 dB(A) zu haben. Viele Hersteller bieten sie außerdem mit direkt integrierter Luftaufbereitung an. Als „Workplace Air System“, wie die Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH in Essen sie nennt, können diese Maschinen direkt neben dem Verbraucher aufgestellt werden. Ein Vorteil ist immer damit verbunden: Der Verrohrungsaufwand der Maschine sinkt auf eine Minimum und damit der Druckverlust durch Leitungen. Je weiter die zentrale Station vom Verbraucher entfernt liegt, desto größer wird der Unterschied.
Dennoch: Sollte sich der Betreiber deswegen über eine dezentrale Aufstellung Gedanken machen, nur um vielleicht 0,2 bar Druckverlust in den Leitungen zu vermeiden? Hier lässt eine Modellrechnung von Atlas Copco aufhorchen – auch wenn das Beispiel der Lebensmittelindustrie entlehnt ist. Darin benötigt die dezentrale Druckluftversorgung 44 % weniger Strom als die traditionelle Station. Atlas Copco kreierte das fiktive Beispiel, um die in Beratungsgesprächen gemachten Erfahrungen „in einem sehr wirklichkeitsnahen Vergleich“ publik zu machen, wie Peter Lauwers von Atlas Copco erklärt. Er ist Marketingleiter Industriedruckluft.
Im Beispiel benötigt der Betrieb an der Verpackungslinie eine Spitzen-Luftmenge von 69 l/s mit 5 bar Überdruck und an der Produktionslinie von 38 l/s mit 6 bar Überdruck. Erzeugt wird die Druckluft in der zentralen Station durch zwei 10-bar-Kompressoren mit je 55 kW Antriebsleistung und einer Gesamt-Lieferkapazität von 145 l/s. Da die Prozessluft öl- und staubfrei (Klasse 1 nach ISO 8573-1) sowie trocken (Klasse 2) sein muss, schließen sich ein kaltregenerierender Adsorptionstrockner und eine Filterstaffel mit Aktivkohlefilter an die Kompressoren an. Unberücksichtigt bleibt dabei, dass der größere Anteil der produzierten Druckluft für die Verpackungslinie längst nicht so hohe Anforderungen erfüllen müsste. Insgesamt gehen durch die Aufbereitung 1,55 bar Druck verloren, 0,4 bar im Trockner und 1,15 bar im Filterstrang. Hinzu kommen 0,12 bar Verluste im gut dimensionierten Rohrleitungsnetz, so dass die Kompressoren 1,67 bar höher verdichten müssen und also einen Druck von 8,8 bar erzeugen.
Ein Jahr später verdoppelt sich der Bedarf, weil das Geschäft floriert. Die Firma könnte jetzt einfach die zentrale Station erweitern. Da jedes Bar weniger am Kompressor rund 6 % an Strom einspart, sehen die Manager aber eine gute Möglichkeit, Energie einzusparen. Sie schaffen für die Produktionslinie zwei ölfrei verdichtende 37-kW-Drehzahnkompressoren mit integriertem MD-Adsorptionstrockner an. Die anschließende Ölfiltration entfällt, weil die Maschinen trocken verdichten. Die Packstraße versorgen nun zwei öleingespritzte 50-kW-Schraubenkompressoren mit integriertem Trockner. Ihre Luft muss noch gefiltert werden, aber mit wesentlich geringerem Aufwand als im Jahr zuvor. Ergebnis: Es gibt wesentlich weniger Druckabfälle. An der Verpackungslinie genügt nun ein Netzdruck von 5,3 bis 5,4 bar und an der Produktionslinie von 7,0 bis 7,1 bar gegenüber einem Einspeisungsdruck von 8,8 bar im Vorjahr. Das spart 20 % Energie für die Verpackungs- und 10 % für die Produktionsluftversorgung. Atlas Copco rechnet in dem Modellbeispiel vor, dass das Unternehmen seine Druckluft durch die Workplace-Maschinen um 44 % billiger erzeugt als nach dem alten System mit zentraler Station.
„Auch im Maschinen- und Anlagenbau gibt es Anwendungen, in denen sich Netze mit unterschiedlichen Drücken rechnen“, betont Peter Lauwers. „Früher wurde prinzipiell eine zentrale Druckluftstation gebaut und für den größten benötigten Druck ausgelegt. Aber heute sollte der Betreiber prüfen, ob es nicht eine günstigere Lösung gibt.“ Eine anstehende Erweiterung sei eine gute Gelegenheit dafür. Für diesen Fall nimmt der Marketingmann auch sich selbst in die Pflicht: „Will ein Betreiber seine Station ausbauen, dann haben wir als Kompressorenhersteller die Aufgabe, genau nachzuforschen.“
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