Dipl.-Ing. (FH) Erwin Ruppelt, Michael Bahr
Gegenwärtig beansprucht die Drucklufterzeugung in der Europäischen Union ca. 80 Milliarden kWh. Das entspricht einem Anteil von 18% der für Industriemotoren eingesetzten Energiemenge. Bis zum Jahr 2015 wird der Energiebedarf weiter auf 127 Milliarden kWh anwachsen, wenn keine Einsparmaßnahmen ergriffen werden. Diese Zahlen sprechen für sich: Es wird daher Zeit für die Anwenderbetriebe, allen voran die Großverbraucher, ihre Druckluftversorgung zu optimieren.
In diesem Zusammenhang ist es interessant, sich einmal die Kostenstruktur eines optimierten Druckluftsystems vor Augen zu führen. Die Energieversorgung von Kompressoren und Aufbereitungskomponenten macht auch hier mit noch immer 69% den Löwenanteil der Gesamtkosten aus. Indes nur wenige Druckluftstationen können mit einer solchen Kostenstruktur glänzen. Die tatsächlichen Gesamtkosten liegen oft um mehr als 30% höher, womit auch die Größenordnung des möglichen Einsparungspotenzials genannt wäre. Jede Optimierung muss vor allem bei den zwei Haupt-Kostenverursachern Energie und Wartung ansetzen.
Das Druckniveau spielt bei der Optimierung eine wichtige Rolle. Kann es nur um 1 bar reduziert werden, dann lassen sich bereits rund 6% Energiekosten einsparen. Dabei gewinnen Steuerungen auf In-dustrie-PC-Basis an Bedeutung, die heute nicht nur als kompressorinterne Systeme, sondern auch als übergeordnete Steuerungen in der Druckluftstation zum Einsatz kommen. Moderne Druckluftmanagementsysteme wie der Sigma Air Manager von Kaeser Kompressoren arbeiten statt mit der früher üblichen Kaskadensteuerung mit einer Druckbandsteuerung, die bis zu 16 Kompressoren mit einer Druckspreizung von nur ± 0,1 bar steuern kann. Das Absenken des Systemdrucks bringt noch einen weiteren wesentlichen Vorteil: Die Druckluftverluste durch Leckagen gehen spürbar zurück.
Darüber hinaus ist Sigma Air Manager ein Webserver, der effektives Controlling und Kostenanalysen des Druckluftsystems ermöglicht.
Mitentscheidend für den wirtschaftlichen Betrieb eines Druckluftsystems ist auch eine anwendungsgerechte Kombination der Kompressorleistungsgrößen und deren richtige Koordination. Systeme wie der Sigma Air Manager wählen je nach Druckluftbedarf automatisch die richtige Kompressorenkonfiguration aus und sind somit in der Lage, Energieverluste durch Leerlauf von rund 20 auf 2% zu verringern. Da sich Druckluftbedarf und Betriebsbedingungen ändern können, sollte es auch möglich sein, über einen PC im Kompressor, einen weiteren PC im übergeordneten Steuerungssystem, Leittechnik, Modem und Internetanschluss Betriebsdaten zu erfassen, zu übermitteln und für Controlling-Zwecke auszuwerten.
Neben der übergeordneten Steuerung ist auch die Steuerung jedes einzelnen Kompressors abhängig von der Funktion im Gesamtsystem zu optimieren. Grundlastmaschinen erfordern eine andere Steuerung als Mittel- oder Spitzenlastanlagen – bis zu fünf Steuerungsvarianten stehen heute für Verdrängerkompressoren zur Verfügung. Zusätzlich sollten PC-basierte Steuerungen alle relevanten Daten erfassen und speichern, um vorbeugende Wartung und damit auch hier Kostenoptimierung zu ermöglichen.
