12. Juli 20233 min Lesezeit

SES System Effizienz Service® deckte schlechte Wirkungsgrade auf

Bei einem Automobilzulieferer sollte eine Energieeffizienzanalyse die Anlagenbedingungen der Kühlschmierstoff-Versorgung transparent machen und Lösungsansätze zur Steigerung der Rentabilität liefern.

Nachhaltige Effizienzsteigerung

Fünf baugleiche Spiralgehäusepumpen – eine davon drehzahlgeregelt – zirkulieren im Parallelbetrieb Kühlschmierstoff in einem offenen Kreislauf. Der Pumpenwirkungsgrad lag im Bereich von 58 bis 65 %.
Die umfassende Systemanalyse legte offen: Alle Maschinen wurden druckseitig eingedrosselt, sodass Druckverluste von bis zu 1 bar entstanden. Trotz schwankender Anlagenlast blieb die Drehzahl der geregelten Pumpe zu zwei Drittel der Betriebszeit konstant. Im verbleibenden Drittel wurde die Drehzahl gesenkt, jedoch so stark, dass ein unzulässiger Betrieb bei Nullmenge vorlag. Desweiteren waren in regelmäßigen Abständen, d. h. alle 30 Minuten, an allen Pumpen Druckabfälle zu verzeichnen. Zeitgleich nahmen die Schwingungen an den Pumpen 1 und 2 signifikant zu. Dies deutete auf ein Ansaugen von Schaum hin.

Ein Austausch der Pumpen mit Drehzahlregelung

Da der Kunde die Fördermenge um ca. 10 % reduzieren wollte, empfahl KSB den Austausch der vorhandenen Pumpen gegen fünf Etanorm 125-100-200 mit 55 kW-IE3-Motoren inklusive PumpDrive-Regelung. Während jetzt nur noch vier Aggregate bei geringerem Druck den Dauerbetrieb übernehmen, wird Pumpe Nummer 5 als Redundanz vorgehalten. Durch diese Optimierungsmaßnahme konnten bis zu 28,5 % Energie eingespart werden. Der Lösungsansatz überzeugte: Der Kunde setzte die Optimierungsempfehlungen mit KSB um.

Links: fünf Etanorm 125-100-200 mit 55 kW-IE3-Motoren inklusive PumpDrive-Regelung, rechts die alten Pumpen — Fünf baugleiche Spiralgehäusepumpen sorgen für die Zirkulation von Kühlschmierstoff.

Amortisation der Modernisierung bereits nach 1,6 Jahren

Basierend auf den Ergebnissen der Analyse konnten die Pumpen und die Drehzahlregelung optimal auf die benötigten Anlagenbedingungen ausgelegt werden.

Grafik: Betriebsdaten geregelte Pumpe — Betriebsdaten der geregelten Pumpe in der Altanlage, häufiger Betrieb bei Nullmenge

Anwendungsbereich: Kühlschmierstoff-Anlage

Projektdauer: 1 Monat

Energiekosten pro Jahr vor der Optimierung: 146.494 €
Energiekosten pro Jahr mit Neupumpen inkl. Drehzahlregelung: 104.701 €
Einsparung pro Jahr: 41.793 €
Kosten für Pumpen inkl. Drehzahlregelung: 65.624 €
Amortisationszeit: 1,6 Jahre
Energieeinsparung: 417.932 kWh
Einsparung CO₂: 237 t

PumpDrive R (KSB202)

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Selbstgekühlter Frequenzumrichter mit modularem Aufbau, der eine stufenlose Drehzahlveränderung von Asynchron- und Synchron-Reluktanzmotoren über analoge Normsignale, Feldbus oder Bedieneinheit ermöglicht. Durch die Selbstkühlung des PumpDrive R ist die Montage an der Wand sowie in einem Schaltschrank möglich. Regelung von bis zu 6 Pumpen ohne zusätzlichen Regler. Der PumpDrive R ist die Leistungsrastererweiterung zum PumpDrive 2 bis zu einer Bemessungsleistung von 315 kW (Netzspannung 3~ 380 - 480 VAC) bzw. 400 kW (auf Anfrage, Netzspannung 3~ 525 - 690 VAC).

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