Energiesparmaßnahmen rechnen sich überraschend schnell!
Der KSB SES System Effizienz Service® deckt verborgene Energieeinsparpotenziale in Pumpensystemen auf. Und die Erfahrung zeigt, dass Investitionen, die nötig sind, um diese Potenziale zu heben, sich meist recht schnell amortisieren.
Der KSB SES System Effizienz Service® deckt verborgene Energieeinsparpotenziale in Pumpensystemen auf. Und die Erfahrung zeigt, dass Investitionen, die nötig sind, um diese Potenziale zu heben, sich meist recht schnell amortisieren.
Komplette Systemanalyse für mehr Effizienz und weniger Emissionen
Unsere Experten vom SES System Effizienz Service® sprechen aus Erfahrung, wenn sie sagen, dass kaum ein Pumpensystem wirklich so effizient gefahren wird, wie es im Bestfall eigentlich gefahren werden könnte. Die Gründe dafür sind vielfältig: Pumpen, die außerhalb ihres optimalen Betriebspunkts laufen, verschlissene Hydrauliken, falsch dimensionierte Anlagenteile, baulich bedingte Probleme und so weiter. Doch die Schwierigkeit besteht zunächst einmal darin, herauszufinden, wo genau Energie im System verloren geht – und wie man das beheben kann.
Um genau das herauszufinden, beginnen die Energieeffizienz-Berater mit ihrer detektivischen Arbeit. Die Experten untersuchen und analysieren die Anlage vor Ort sorgfältig. Ein Datenlogger erfasst Prozess- und Schwingungsgrößen zur Bestimmung des Betriebsverhaltens und mit einer mobilen Wirkleistungsmessung im Schaltschrank lassen sich der aktuelle Pumpenwirkungsgrad ermitteln und Abweichungen bewerten. Die Experten nehmen so das tatsächliche Lastkollektiv der Pumpen auf und vergleichen es mit dem Auslegungszustand. Dabei werden unzulässige Betriebszustände der Pumpen sowie kritische Anlagenbedingungen genau aufgezeigt.
Am Ende der Untersuchung können die Fachleute gut erkennen, wo im System welche Probleme bestehen und wo genau Ineffizienzen in welcher Form auftreten. Und: Die Experten können Empfehlungen präsentieren, mit welchen Maßnahmen sich die aufgedeckten Einsparpotenziale heben lassen. Das können bauliche Maßnahmen sein, Modernisierungen von Anlagenteilen, der Austausch von Pumpen und/oder Armaturen oder die Nachrüstung von Automations- und Regelsystemen. Sicher ist: Die Empfehlungen werden zielgerichtet und ganz individuell auf die jeweilige Anlage hin konzipiert.
Die Vorteile – mehr als nur Energieeinsparung
Klar ist: Eine optimal laufende Anlage spart wertvolle Energie – und in Zeiten knapper werdender Ressourcen damit auch nicht unerhebliche Kosten. Aber die Vorteile einer optimierten Anlage gehen noch weiter:
- Mehr Nachhaltigkeit:
Die Effizienz zu steigern und damit weniger Energie zu verbrauchen, schont wertvolle Ressourcen und senkt damit auch den Ausstoß von klimaschädlichem CO₂. - Weniger Aufwendungen für Wartung und Instandhaltung:
Eine in zentralen Punkten modernisierte Anlage benötigt weniger Reparaturen, die Wartungszyklen können verlängert werden und unter Umständen benötigte Ersatzteile sind schneller verfügbar. - Steigerung der Verfügbarkeit:
Die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen sinkt, ebenso wie wartungsbedingte Stillstandszeiten. - Weniger Emissionen:
Weniger Energieverbrauch bedeutet auch rechnerisch weniger Emissionen – ein wichtiger Beitrag, der Sie darin unterstützt, Ihre Energieziele gemäß ISO 50001 zu erreichen.
Investitionen, die sich lohnen.
Dass Modernisierungen, der Austausch von Anlagenteilen, bauliche Veränderungen oder das Nachrüsten zeitgemäßer Automationslösungen zunächst einmal Geld kosten, ist kein Geheimnis. Umso überraschender dürfte jedoch sein, wie hoch im Gegenzug die tatsächlich eingesparten Energie-Aufwendungen sind, und wie schnell sich diese Ausgaben amortisieren.
Der KSB Datenlogger im Vordergrund erfasst Prozess- und Schwingungsgrößen zur genauen Bestimmung des Betriebsverhaltens.
Einige Erfolgsbeispiele aus der näheren Vergangenheit
Beispiel 1: Amortisation der Modernisierung nach 1,6 Jahren bei einem Automobilzulieferer
Hintergrund:
Bei einem Automobilzulieferer zirkulierten 5 baugleiche Spiralgehäusepumpen im Parallelbetrieb Kühlschmierstoff in einem offenen Kreislauf. Der Pumpenwirkungsgrad lag im Bereich von 60 Prozent.
Bei einem Automobilzulieferer zirkulierten 5 baugleiche Spiralgehäusepumpen im Parallelbetrieb Kühlschmierstoff in einem offenen Kreislauf. Der Pumpenwirkungsgrad lag im Bereich von 60 Prozent.
Ergebnis der Systemanalyse:
Alle Maschinen wurden druckseitig eingedrosselt, sodass Druckverluste von bis zu 1 bar entstanden. Trotz schwankender Anlagenlast blieb die Drehzahl der geregelten Pumpen zu 2/3 der Betriebszeit konstant. Im verbleibenden 1/3 wurde die Drehzahl gesenkt. Dies jedoch so stark, dass ein unzulässiger Betrieb bei Nullmenge vorlag. Darüber stellte KSB in regelmäßigen Abständen Druckabfälle an allen Pumpen fest. Zeitgleich nahmen die Schwingungen von zwei Pumpen signifikant zu, was auf das Ansaugen von Schaum hindeutete.
Alle Maschinen wurden druckseitig eingedrosselt, sodass Druckverluste von bis zu 1 bar entstanden. Trotz schwankender Anlagenlast blieb die Drehzahl der geregelten Pumpen zu 2/3 der Betriebszeit konstant. Im verbleibenden 1/3 wurde die Drehzahl gesenkt. Dies jedoch so stark, dass ein unzulässiger Betrieb bei Nullmenge vorlag. Darüber stellte KSB in regelmäßigen Abständen Druckabfälle an allen Pumpen fest. Zeitgleich nahmen die Schwingungen von zwei Pumpen signifikant zu, was auf das Ansaugen von Schaum hindeutete.
Die Lösung:
Da der Kunde im Zuge der Optimierung auch die Fördermenge um ca. 10 Prozent reduzieren wollte, empfahl KSB den Austausch der vorhandenen Pumpen gegen fünf Pumpen von Typ Etanorm 125-100-200 mit 55 kW-IE3-Motoren inkl. PumpDrive-Regelung. Während so nur noch vier Aggregate bei geringem Druck den Dauerbetrieb übernehmen, wird das fünfte Aggregat als Redundanz vorgehalten.
Da der Kunde im Zuge der Optimierung auch die Fördermenge um ca. 10 Prozent reduzieren wollte, empfahl KSB den Austausch der vorhandenen Pumpen gegen fünf Pumpen von Typ Etanorm 125-100-200 mit 55 kW-IE3-Motoren inkl. PumpDrive-Regelung. Während so nur noch vier Aggregate bei geringem Druck den Dauerbetrieb übernehmen, wird das fünfte Aggregat als Redundanz vorgehalten.
Das Ergebnis:
Die Optimierungsmaßnahmen führten dazu, dass der Automobilzulieferer zukünftig bis zu 29 Prozent Energie beim Betrieb seiner Pumpen einsparen kann: Lagen die Energiekosten pro Jahr vor der Optimierung noch bei 146.000 €, liegen sie nun mit den Neupumpen inkl. Drehzahlregelung bei nur noch 105.000 €. Das entspricht einer jährlichen Einsparung von 41.000 €. Die Kosten für die Optimierung lagen bei 66.000 €. Damit beträgt die Amortisationszeit für die Optimierung gerade einmal 1,6 Jahre.
Die Optimierungsmaßnahmen führten dazu, dass der Automobilzulieferer zukünftig bis zu 29 Prozent Energie beim Betrieb seiner Pumpen einsparen kann: Lagen die Energiekosten pro Jahr vor der Optimierung noch bei 146.000 €, liegen sie nun mit den Neupumpen inkl. Drehzahlregelung bei nur noch 105.000 €. Das entspricht einer jährlichen Einsparung von 41.000 €. Die Kosten für die Optimierung lagen bei 66.000 €. Damit beträgt die Amortisationszeit für die Optimierung gerade einmal 1,6 Jahre.
Beispiel 2: Amortisation der Modernisierung nach 2,8 Jahren bei einem Chemiekonzern
Hintergrund:
KSB wurde beauftragt, eine über Jahre gewachsene, komplexe Anlage zur Kühlwasserversorgung zu analysieren. Im Vorlauf förderten 5 ungeregelte Pumpen das Kühlwasser über 3 Steigleitungen in mehrere Wärmetauscher – alles auf mehrere Gebäude und Stockwerke verteilt. Im Sommer liefen 3 der 5 Pumpen, im Winter 2. Vor den letzten Verbrauchern in 15 m Höhe befinden sich zudem zwei permanent laufende Druckerhöhungspumpen. Die Verbraucher selbst sind teils mit Regelventil ausgestattet, teils nicht. Auf Basis eines internen Stromverrechnungspreises von 5 ct/kWh und den bisherigen Betriebsparametern ergaben sich Energiekosten in Höhe von 199.000 € pro Jahr.
KSB wurde beauftragt, eine über Jahre gewachsene, komplexe Anlage zur Kühlwasserversorgung zu analysieren. Im Vorlauf förderten 5 ungeregelte Pumpen das Kühlwasser über 3 Steigleitungen in mehrere Wärmetauscher – alles auf mehrere Gebäude und Stockwerke verteilt. Im Sommer liefen 3 der 5 Pumpen, im Winter 2. Vor den letzten Verbrauchern in 15 m Höhe befinden sich zudem zwei permanent laufende Druckerhöhungspumpen. Die Verbraucher selbst sind teils mit Regelventil ausgestattet, teils nicht. Auf Basis eines internen Stromverrechnungspreises von 5 ct/kWh und den bisherigen Betriebsparametern ergaben sich Energiekosten in Höhe von 199.000 € pro Jahr.
Ergebnis der Systemanalyse:
Die Systemanalyse ergab, dass die 5 Kühlwasserpumpen (feste Drehzahl, Drosselregelung) im Normalbetrieb (Sommer) in Überlast liefen. Durch diese Überlast sowie Verschleiß war der Pumpenwirkungsgrad auf ca. 55 Prozent reduziert. Außerdem wurde festgestellt, dass die Pumpe im Winterbetrieb außerhalb des zulässigen Betriebsbereichs liefen. Über den Zustand der zwei eingesetzten Druckerhöhungspumpen ergab die Systemanalyse: Auch diese Pumpen liefen im Normalbetrieb außerhalb ihres zulässigen Betriebsbereichs und erhöhten den Druck nicht. Aufgrund des Überlastbetriebs und des Verschleiß lag der Pumpenwirkungsgrad nur noch bei 25 Prozent.
Die Systemanalyse ergab, dass die 5 Kühlwasserpumpen (feste Drehzahl, Drosselregelung) im Normalbetrieb (Sommer) in Überlast liefen. Durch diese Überlast sowie Verschleiß war der Pumpenwirkungsgrad auf ca. 55 Prozent reduziert. Außerdem wurde festgestellt, dass die Pumpe im Winterbetrieb außerhalb des zulässigen Betriebsbereichs liefen. Über den Zustand der zwei eingesetzten Druckerhöhungspumpen ergab die Systemanalyse: Auch diese Pumpen liefen im Normalbetrieb außerhalb ihres zulässigen Betriebsbereichs und erhöhten den Druck nicht. Aufgrund des Überlastbetriebs und des Verschleiß lag der Pumpenwirkungsgrad nur noch bei 25 Prozent.
Die Lösung:
KSB tauschte die 5 alten Kühlwasserpumpen gegen 5 Pumpen vom Typ Etanorm E 350-300-375 mit 160 kW druckgekapseltem Motor für den drehzahlgeregelten Betrieb aus. Außerdem wurden 5 Frequenzumformer sowie eine übergeordnete, lastabhängige Regelung installiert. Zusätzlich installierte KSB einen Bypass um die Druckerhöhungspumpen, da diese im aktuellen Normalbetrieb nicht benötigt werden.
KSB tauschte die 5 alten Kühlwasserpumpen gegen 5 Pumpen vom Typ Etanorm E 350-300-375 mit 160 kW druckgekapseltem Motor für den drehzahlgeregelten Betrieb aus. Außerdem wurden 5 Frequenzumformer sowie eine übergeordnete, lastabhängige Regelung installiert. Zusätzlich installierte KSB einen Bypass um die Druckerhöhungspumpen, da diese im aktuellen Normalbetrieb nicht benötigt werden.
Das Ergebnis:
Die Optimierungsmaßnahmen erhöhten dank optimierter Werkstoffe nicht nur die Betriebssicherheit. Auch arbeiten die neuen Pumpen nun bei bestmöglichem Wirkungsgrad im zuverlässigen Betriebsbereich. Insgesamt führte die Systemoptimierung zu Energieeinsparungen in Höhe von gut 66 Prozent, was 133.000 € im Jahr entspricht. Die Investition in die Systemoptimierung amortisierte sich bereits nach 2,8 Jahren.
Die Optimierungsmaßnahmen erhöhten dank optimierter Werkstoffe nicht nur die Betriebssicherheit. Auch arbeiten die neuen Pumpen nun bei bestmöglichem Wirkungsgrad im zuverlässigen Betriebsbereich. Insgesamt führte die Systemoptimierung zu Energieeinsparungen in Höhe von gut 66 Prozent, was 133.000 € im Jahr entspricht. Die Investition in die Systemoptimierung amortisierte sich bereits nach 2,8 Jahren.
Beispiel 3: Amortisation der Modernisierung nach 6 Monaten bei einem Stahlunternehmen
Hintergrund:
Ein deutsches Stahlunternehmen beauftragte KSB damit, seine Kühlmittelpumpen der Walzstraße auf Optimierungsmöglichkeiten hin zu prüfen und Handlungsoptionen aufzuzeigen.
Ein deutsches Stahlunternehmen beauftragte KSB damit, seine Kühlmittelpumpen der Walzstraße auf Optimierungsmöglichkeiten hin zu prüfen und Handlungsoptionen aufzuzeigen.
Ergebnis der Systemanalyse:
Die Systemanalyse ergab, dass die eingesetzten Pumpen im Normalbetrieb ausschließlich in Teillast bei geringem, hydraulischem Wirkungsgrad liefen. Außerdem wurde erkennbarer Verschleiß der Pumpen festgestellt, welcher zu einer erhöhten Leistungsaufnahme führte. Und: An einer Pumpe wurde ein anlagenbedingter, zeitweiser Überlastbetrieb festgestellt.
Die Systemanalyse ergab, dass die eingesetzten Pumpen im Normalbetrieb ausschließlich in Teillast bei geringem, hydraulischem Wirkungsgrad liefen. Außerdem wurde erkennbarer Verschleiß der Pumpen festgestellt, welcher zu einer erhöhten Leistungsaufnahme führte. Und: An einer Pumpe wurde ein anlagenbedingter, zeitweiser Überlastbetrieb festgestellt.
Die Lösung:
KSB ersetzte die vorhandenen, überdimensionierten Pumpen durch fünf neue Pumpe vom Typ Etanorm (Antrieb mit 132 kW statt vorher 250 kW). 3 Pumpen wurden in den Parallelbetrieb versetzt, 2 Pumpen dienen als Reserve. Ergänzend wurde ein Rohrleitungsumbau durchgeführt und die Regelventile erneuert.
KSB ersetzte die vorhandenen, überdimensionierten Pumpen durch fünf neue Pumpe vom Typ Etanorm (Antrieb mit 132 kW statt vorher 250 kW). 3 Pumpen wurden in den Parallelbetrieb versetzt, 2 Pumpen dienen als Reserve. Ergänzend wurde ein Rohrleitungsumbau durchgeführt und die Regelventile erneuert.
Das Ergebnis:
Die Optimierung vermeidet den ineffizienten Teillastbetrieb und ermöglicht den Betrieb der Pumpen bei bestmöglichem Wirkungsgrad. Dadurch erhöht sich auch die Standzeit und Reparaturkosten werden reduziert. Auch werden hohe Strömungsverluste bei höheren Mengen im Solobetrieb vermieden. Insgesamt führten die Optimierungsmaßnahmen zu Energieeinsparungen in Höhe von 44 Prozent im Vergleich zum alten System und das modernisierte System spart künftig ca. 860 t CO₂ pro Jahr ein.
Die Optimierung vermeidet den ineffizienten Teillastbetrieb und ermöglicht den Betrieb der Pumpen bei bestmöglichem Wirkungsgrad. Dadurch erhöht sich auch die Standzeit und Reparaturkosten werden reduziert. Auch werden hohe Strömungsverluste bei höheren Mengen im Solobetrieb vermieden. Insgesamt führten die Optimierungsmaßnahmen zu Energieeinsparungen in Höhe von 44 Prozent im Vergleich zum alten System und das modernisierte System spart künftig ca. 860 t CO₂ pro Jahr ein.
Fazit
Sie sehen: Der KSB SES System Effizienz Service® lohnt sich! Denn wer eine hydraulische Anlage sicher und effizient betreiben will, muss das tatsächliche Verhalten seiner Anlage genau kennen und verstehen. Falsch dimensionierte Pumpen oder verschlissene Teile im System können nicht nur zu einem erheblich höheren Energieverbrauch führen, sondern auch zu erhöhten Instandhaltungskosten und unnötigen Belastungen für die Umwelt. Und welches Unternehmen kann und möchte sich das in diesen Zeiten noch erlauben? Und: Wie unsere Erfolgsbeispiele verdeutlichen, amortisieren sich die Kosten für die Systemoptimierungen meist in kurzer Zeit. Sprechen Sie uns gern an: Wir sagen Ihnen, wie es um Ihr Pumpensystem steht!