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Druckluftanlagen

Installierte Druckluftanlagen bieten fast immer Optimierungs-Potenzial

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Bittermann / Jörg Kempf

In den Druckluftnetzen kleiner wie großer Unternehmen schlummert ein erhebliches Energieeinsparpotenzial – es lohnt sich, dieses zu heben. Dabei ist das durchdachte Druckluft-Management ebenso wichtig wie die Technik der Druckluftanlagen. PROCESS hat einige aktuelle Angebote des Marktes zusammengetragen.

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Die Vorteile des Container-Konzepts für Druckluftanlagen sind einleuchtend: Die Maschine kann unter definierten, sauberen Bedingungen im Werk vormontiert und getestet werden – das erhöht die Qualität und Zuverlässigkeit der Technik.
Die Vorteile des Container-Konzepts für Druckluftanlagen sind einleuchtend: Die Maschine kann unter definierten, sauberen Bedingungen im Werk vormontiert und getestet werden – das erhöht die Qualität und Zuverlässigkeit der Technik.
( Bild: VPT-Kompressoren )

„Es ist spannend zu sehen, wie sich immer wieder neue Anwendungsbereiche für Druckluft ergeben“, so Wolf Dietrich Meier-Scheuven, Geschäftsführender Gesellschafter von Boge. Als Beispiel führt er die PET-Behälter- und Flaschenproduktion an: „Glasflaschen verlieren zunehmend an Bedeutung und die moderne Blasformtechnik verlangt mit Hochdruck viel Hochdruckluft.“

Doch auch bei bereits installierten Anlagen bleibt viel zu tun. „Ein großes Thema in der Branche ist und bleibt das Stichwort Energieeffizienz“, weiß Matthias Zelinger, Referent beim VDMA Fachverband Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik. Demnach liege das Einsparpotenzial bei der Druckluft zwischen fünf und 50 Prozent. Die Hersteller sehen sich mittlerweile auf diesem Gebiet gut aufgestellt und bieten Management-Tools, professionelle Audits, Analysemethoden und Fernüberwachungssysteme an. „Das Stichwort Lebenszyklus-Management spielt eine große Rolle“, so Zelinger. Meier-Scheuven zu Folge ist dabei die transparente Druckluftstation schon heute als Option erhältlich: „Visualisierung, Monitoring und Teleservice sind erweiterungsfähige Tools, mit deren Hilfe Druckluftversorgung heute und in Zukunft noch sicherer, noch überschaubarer und noch komfortabler gemacht werden kann.“

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Druckluft und die Kosten

Um Kosten und Qualität der Druckluft zugleich im Auge behalten zu können, stellt Kaeser den Sigma Air Manager (SAM) zur Verfügung. Üblicherweise arbeiten in einer modernen Druckluftstation mehrere Kompressoren und Aufbereitungsanlagen. Dabei ist das richtige Teamwork entscheidend, denn hier liegt das größte Energie- und Kosten-Einsparpotenzial der Drucklufterzeugung. Der SAM – übergeordnete Steuerung und Webserver in einem – wurde dafür entwickelt, dieses Potenzial so weit wie möglich auszuschöpfen. Er verbindet die energiesparende Druckbandsteuerung mit klarer Datenvisualisierung und stimmt den Betrieb der Kompressoren sowie weiterer Systemkomponenten aufeinander ab. Ein unnötig hoher Enddruck wird vermieden. Die erforderliche Druckbandbreite für die Steuerung beträgt lediglich +0,1 bar. Das ist sehr wirtschaftlich, denn schon ein Absenken des Maximaldrucks um 1 bar bedeutet sechs Prozent weniger Energieverbrauch.

Die Hardware-Basis von SAM besteht aus einem updatefähigen Industrie-PC mit hoher Rechnerleistung und großem Arbeitsspeicher. Je nach Bedarf ist das System für bis zu vier, acht oder 16 Kompressoren lieferbar. Darüber hinaus ermöglicht das Langzeit-Analyse-Tool Sigma Air Control plus, Netzdruck, Last- und Leerlaufverhalten, Energieverbrauch und Auslastung der Kompressoren bis zu einem Jahr zurückzuverfolgen und auszuwerten.

Contracting: nutzen statt investieren

Viele Hersteller bieten ein Druckluft-Contracting an – aber nicht alle Anbieter sind glücklich damit, manche sprechen gar von schleppenden Geschäften mit dem Contracting. Doch gilt weiterhin: Betreiber mit gut kalkulierbaren Bedarfsmengen können solche Rundum-Sorglos-Pakete vorteilhaft nutzen.

Atlas Copco rät zu folgender Vorgehensweise: Bevor das Druckluft-Contracting-Modell gemeinsam erarbeitet werden könne, müsse das aktuelle und zukünftige Druckluftprofil ermittelt werden. Wichtig sei auch, das dynamische Verbrauchsverhalten zu kennen. Zu klären sei zudem die Frage, welche Druckluftqualität benötigt werde und ob mit Einschicht- oder Mehrschicht-Betrieb zu rechnen sei. Bei einem bestehenden Betrieb bietet sich eine Analyse des Druckluftprofils mit der sog. AIRscan-Methode an, eine Dienstleistung dieses Herstellers zum Ermitteln des Druckluftbedarfsprofils über sieben Tage.

Contracting-Praxisfall aus der Chemie

EnBW stellt zum Thema Contracting einen Praxisfall aus der Chemie vor: Kunde ist Honeywell Speciality Chemicals Seelze: Ausgangspunkt der gemeinsamen Projektentwicklung zur Druckluftversorgung bildete eine von EnBW durchgeführte ausführliche Energieberatung zu den Themen Strom und Druckluft. Auf dieser Informationsbasis entschloss sich das Chemieunternehmen, eine vertiefende Druckluftstudie durchführen zu lassen. Darauf aufbauend entwickelte EnBW ein kundenindividuelles Druckluft-Versorgungskonzept. Über das Fernüberwachungssystem ICM (Integriertes Contracting Management System) werden in der zentralen EnBW-Leitwarte für Contracting-Anlagen alle Betriebszustände erfasst, ausgewertet und archiviert. Dies schafft für den Kunden zusätzliche Datentransparenz im Betrieb und ermöglicht ein schnelles Reagieren auf eventuelle Abweichungen. Die Druckluft wird nach abgenommener Menge bezahlt – wie Strom aus der Steckdose.

Kompressoren: Weg vom Öl

Bei verfahrenstechnischen Prozessen ist eine Verunreinigung des zu verdichtenden Mediums meist unerwünscht. Deshalb setze sich die ölfreie Verdichtung hier immer stärker durch, beobachtet der Hersteller Haug. Neben den Haug-Prozessgas-Kompressoren in Kreuzkopfbauweise setzen Anwender heute im unteren Leistungsbereich bis 30 kW die Kompressoren in Tauchkolbenbauweise ein. Die Vorteile dieser Verdichter liegen in der sehr kompakten und einfachen Bauart. Um die im Kurbeltrieb auftretende Reibung zu minimieren, werden lebensdauergeschmierte und verschlossene Wälzlager eingesetzt (ähnlich wie bei Elektromotoren). Somit befindet sich im ganzen Kompressor kein Öl.

Auch Boge sieht den Vormarsch ölfrei verdichtender Kompressoren (Trockenläufer). Das liege ganz einfach daran, dass die Bedarfsfälle für direkt ölfrei produzierte Druckluft immer zahlreicher werden – das Spektrum reiche von der Pharmazie, der chemischen Industrie bis hin zur Chip-Produktion. Auch die geringeren Betriebskosten sprächen für Trockenläufer, betonen Branchenvertreter.

Ölfreie Druckluft nach völlig neuem Prinzip

In Segment ölfreier Verdichter erweitert Boge das angestammte Portfolio in den unteren Leistungsbereich. Im 45 kW-Antriebsbereich sorgen künftig ölfreie Schraubenkompressoren SO für saubere Druckluft, und für noch kleinere Bedarfe zeichnet sich der K-Kolbenkompressor mit einem innovativen Relaunch des Antriebs (Hubkolben mit Schubstangenprinzip, rotierend wie ein Schraubenkompressor) und kompaktem Aufbau aus. Diese Kolbenkompressoren erzeugen absolut ölfreie Druckluft nach einem völlig neuen Prinzip und eignen sich für den Einsatz im Gesundheits- und Lebensmittelbereich geeignet (2,2 bis 5,5 kW Antriebsleistung).

Neu von Atlas Copco sind ölfrei verdichtende Kompressoren des Typs ZT50 VSD FF: Die Verdichter arbeiten mit energiesparender Drehzahlregelung und versorgen das Druckluftsystem mit konstantem Druck. Ein integrierter Trockner ist Standard. „Unsere Kunden können sich keinen Ausschuss leisten, nur weil irgendwo Öl in den Fertigungsprozess eingedrungen ist“, weiß Reimund Scherff, Manager der Business Line Oil-free Air. „Sie wollen keinen Produktionsstillstand, keine Verzögerungen oder längere Lieferfristen und erst recht keine Imageschäden.“ Der Manager glaubt daher, dass kaum ein Industriebetrieb – sofern er ein Druckluftsystem betreibt – auf ölfreie Kompressoren verzichten kann. Dazu zählen seiner Ansicht nach fast alle Branchen in der Prozessindustrie.

Mit der Baureihe Delta Twin hat auch die Aerzener Maschinenfabrik Druckluftaggregate für die ölfreie Verdichtung von Luft und neutralen Gasen im Programm. Die Schraubenverdichter wurden um drei neue Baugrößen erweitert. Der Anwender kann somit aus einer der umfangreichsten Verdichterbaureihen das für seinen Anwendungsfall optimale Aggregat auswählen. Mit insgesamt zehn Baugrößen realisiert die Baureihe nun Volumenströme von 500 bis 3100 m³/h und Differenzdrücke bis 10,5 bar. Die absolut ölfrei arbeitenden Schraubenverdichter-Aggregate stehen sowohl als wasser- als auch als luftgekühlte Ausführungen zur Verfügung, die mögliche Antriebsleistung wurde auf bis zu 355 kW erweitert.

Kondensat kostengünstig aufbereiten

Zu einer optimalen Druckluftversorgung gehört natürlich auch das richtige Kondensatmanagement. Ein Spezialist auf diesem Gebiet ist Beko mit seinem Öl-Wasser-Trenner Öwamat. Er erfüllt die gesetzlichen Auflagen zur Einleitung von gereinigtem Kondensat in das kommunale Abwassersystem; der Betrieb unterliegt lediglich der Anzeigepflicht bei der zuständigen Wasserbehörde. „Damit sind die Öwamat herkömmlichen Leichtflüssigkeits-Abscheidern nach DIN 1999 oder einfachen Schwerkraft-Abscheidern deutlich überlegen“, erläutert Thomas Buschmann, der zuständige Produktmanager. Herzstück der neuen Öwamat-Generation ist die Kartuschentechnik der Hauptfilter, die keine Aktivkohle enthält. Buschmann zufolge setzt das Unternehmen „auf ein wesentlich effektiveres Material“. Letzte Ölanteile würden sicher und zuverlässig zurückgehalten.

Die Anlage im Container

Komplett engineerte Druckluftstationen für den mobilen bzw. separierten Einsatz sind anschlussfertige Container-Lösungen von Boge, die alles beinhalten, was eine zeitgemäße Druckluftversorgung heute leisten muss – und die in verschiedenen Betreibermodellen verfügbar sind.

Auch VPT-Kompressoren setzt auf die einleuchtenden Vorteile des Container-Konzepts: Die Anlage kann unter definierten, sauberen Bedingungen im Werk vormontiert und getestet werden – das erhöht die Qualität und Zuverlässigkeit der Technik. Und der spätere Betreiber weiß schon frühzeitig, wo die Schnittstellen für den Gaseintritt/Gasaustritt sowie für Strom bzw. Kühlwasser liegen. Damit gestalten sich die Installation und Inbetriebnahme besonders einfach und kostengünstig. „Acht von zehn Anlagen verlassen unser Werk heute im Container!“, verdeutlicht Geschäftsführer Carsten Kollenbach den Zuspruch seiner Kunden zu diesem Konzept.

Fazit: Die Zeiten haben sich längst geändert. Längst hat der Weg vom „bloßen“ Kompressor hingeführt zur modernen Druckluftstation inklusive durchdachtem Druckluft-Management. Und um die Eingangsworte von Meier-Scheuven aufzugreifen: Es ist nicht nur spannend, es bleibt sicher auch spannend in der Drucklufttechnik...

Der Autor ist freier Mitarbeiter bei PROCESS.

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