Den optimalen Wirkungsgrad des Gesamtsystems Pumpe erreichen

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Dies lässt sich auch an der flachen Pumpen- und Anlagenkennlinie im Kühlwassersystem ablesen. Hat der geodätische Druck einen so hohen Anteil am Gesamtdruck, kann eine Drehzahlregelung sogar zu einer Verschlechterung der Energiebilanz führen. Die Wirkungsgradverluste am Frequenzumrichter wären in diesem Fall größer als die Energieeinsparung durch die Drehzahlregelung.

Verkleinern des Laufrads ermöglicht weitere Energieeinsparungen

Weitere Einsparpotenziale ergeben sich, wenn die Laufräder der neuen Pumpen so weit abgedreht werden, dass sie mit 90 m³/h für eine optimale Leistung der Kühltürme sorgen. Denn bei Kreiselpumpen hat ein kleinerer Laufraddurchmesser einen ähnlichen Effekt wie das Senken der Drehzahl.

Das liegt daran, dass beide Größen einen direkten Einfluss auf die Fluidgeschwindigkeit an den Flügelspitzen des Laufrades haben. Beim Abdrehen, also dem Verkleinern des Laufrads, kann die Pumpenleistung präzise auf den tatsächlichen Bedarf abgestimmt werden – die Pumpe arbeitet im hydraulischen Optimum, sie läuft ruhiger und hat eine längere Lebensdauer.

Wird das Laufrad an den tatsächlichen Betriebspunkt angepasst, ergibt sich in der Regel eine Energiekosteneinsparung von über 10%. Dadurch wird der Energiebedarf der neuen Kühlwasserpumpen von Kühne um weitere 36000 kWh pro Jahr sinken. Die Umsetzung dieser Maßnahme ist im Laufe des Jahres geplant.

Kühltürme und Pumpen hintereinander schalten

Eine weitere Erhöhung des Einsparpotenzials ist bei der Wärmelast möglich: Pumpen und Kühltürme werden noch immer ungeachtet der tatsächlich erforderlichen Wärmelast betrieben. In Zeiten geringer Produktion ist der Parallelbetrieb aller vier Kühltürme zu hinterfragen.

Durch eine Steuerung in Abhängigkeit von der Temperatur im Zulauftank könnten Kühltürme und Pumpen zeitlich nacheinander geschaltet werden. Allerdings ist hierzu eine Untersuchung des Temperaturverlaufs im Warmwasser-Rücklauftank über ein Jahr erforderlich, um die Höhe der Einsparmöglichkeiten der laufenden Aggregate (Pumpe und Kühlturmventilator) berechnen zu können.

Pumpen für Betriebswassersystem bieten auch Potenzial zur Energieeinsparung

Das Unternehmen plant zudem den Austausch der Pumpen des Betriebswassersystems. Darüber hinaus existiert ein vergleichbares, getrenntes Kühlwassersystem auch in der Senfproduktion. Nach den positiven Umbauergebnissen aus der Konservenproduktion ist auch hier eine Untersuchung der Pumpendaten und eine Abschätzung des Einsparpotenzials angedacht.

Durch die bisherigen Umbaumaßnahmen spart Kühne im beschriebenen Kühlturmkreislauf Energie im Umfang von rund 120000 kWh ein. Dies entspricht fast 50% der Energiekosten in diesem Bereich und damit einer Kosteneinsparung von über 14000 Euro. Stellt man dieser Einsparung die Kosten für den Pumpenumbau (einschließlich der neuen Armaturen) in Höhe von 10000 Euro gegenüber, so amortisierten sich die Investitionen innerhalb von nur acht Monaten.

Das Beispiel Kühne zeigt deutlich, wie sehr sich Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung wirtschaftlich auszahlen.

Weitere Energieeffizienz-Ergebnisse werden sukzessive veröffentlicht

Weitere Unternehmen werden derzeit von der dena im Rahmen der Initiative Energieeffizienz gemeinsam mit den Unternehmen Grundfos GmbH, Sulzer Pumpen (Deutschland) GmbH und Wilo SE zum Einsatz von energieeffizienten Pumpensystemen beraten. Die daraus resultierenden Ergebnisse werden sukzessive veröffentlicht, um beispielhaft zu demonstrieren, wie Unternehmen vorgehen können. Unternehmen sind also gut beraten, sich die Einsparpotenziale von Pumpensystemen zunutze zu machen. Und sich damit den wirtschaftlichen Erfolg von morgen zu sichern.

Annegret-Claudine Agricola ist Bereichsleiterin Energiesysteme und Energiedienstleistungen, Dr. Martin Streibel ist Projektleiter im Bereich Energiesysteme und Energiedienstleistungen, beide Deutsche Energie-Agentur GmbH (Dena) in 10115 Berlin.

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