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Energieeffizienz

Energiesparen bei Pumpen und Kompressoren wird smart

| Autor / Redakteur: Hans-Jürgen Bittermann / Stefanie Michel

Hersteller wie Betreiber von Pumpen und Kompressoren bewegt gleichermaßen das Thema „Energieeffizienz“. Smart Data verändern die Spielregeln, nach denen Betreiber ihre Anlagen betreiben, warten und verbessern.
Hersteller wie Betreiber von Pumpen und Kompressoren bewegt gleichermaßen das Thema „Energieeffizienz“. Smart Data verändern die Spielregeln, nach denen Betreiber ihre Anlagen betreiben, warten und verbessern. (Bild: Grundfos)

Einmal mehr spielt Brüssel die Lokomotive und verschärft die Energieeffizienzvorgaben. Die Hersteller von Industriepumpen und -kompressoren entwickeln und realisieren bereits seit Jahren Einsparlösungen, doch Betreiber greifen diese nur zögerlich auf. Bringen immer smartere Antriebe und die digitale Transformation nun den Durchbruch?

Die Europäische Union schraubt ihre Energiesparziele hoch, um beim Klimaschutz voranzukommen. Bis 2030 soll die Energieeffizienz um 32,5 % steigen und der Verbrauch insgesamt deutlich gedrückt werden. Darauf einigten sich Unterhändler des EU-Parlaments, der EU-Staaten und der EU-Kommission am 19. Juni 2018. Diese Ziele sind – wie häufig bei Vorgaben aus Brüssel – durchaus ambitioniert. Deshalb lohnt sich ein Blick auf die großen Energieverbraucher: Wo sind sie zu finden?

In der Industrie ist das ganz klar die Produktgruppe „Rotating Equipment“, also Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren und Lüfter. Nach einer Untersuchung des Fraunhofer-Instituts ISI benötigen die in der Industrie arbeitenden Pumpen 30 % des Stroms, Kompressoren und Ventilatoren schlagen mit 24 beziehungsweise 14 % zu Buche. In Summe „verbraucht“ das Rotating Equipment also zwei Drittel des industriell genutzten Stroms!

Datenmanagement: Transparenz = Effizienz

Pumpen- und Kompressorenhersteller wissen: Weitere Wirkungsgradsteigerungen durch eine Optimierung der Hydraulik sind sehr aufwendig geworden. Wesentlich an Bedeutung gewonnen haben hingegen die Antriebseinheit, die MSR-Technik und spezifische Software- beziehungsweise Cloud-Lösungen.

Wie Software in Sachen Effizienz zu wirken vermag, das präsentierte KSB im Juli 2018 mit einer App namens Flow-Manager. Die Hauptfunktionen der App kann man unter Bedienen und Beobachten zusammenfassen: Sie zeigt den aktuellen Betriebspunkt an, ermöglicht den Zugriff auf alle wichtigen Parameter, Alarm- und Warnmeldungen sowie Trendaufzeichnungen. Zusammen mit dem My-Flow-Drive-Antrieb bietet die App die Möglichkeit, den Betriebspunkt der Pumpe durch „Virtual Impeller Trimming“ nachträglich anzupassen – und deutlich Energie einzusparen.

Ein weiteres Beispiel aus der Öl- und Gasindustrie: Beim Energieunternehmen Phillips 66 ging die Remote-Analytics-Plattform „Blue Box“ von Sulzer in Betrieb. Zwei Pipelines mit 40 leistungskritischen Pumpen sind angeschlossen und werden in Echtzeit überwacht. Mithilfe der „Blue Box“ hofft Sulzer, die Ausfallkosten um 25 % zu senken. Die Energiekosten sollen dauerhaft um 5 % sinken, zudem profitiere der Betreiber von einer höheren Kapazität der Pipeline.

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Software hilft, Energieverbrauch und Kosten zu senken

Die intelligente Verknüpfung von Daten schafft neue Möglichkeiten, die Ressource Wasser in Industrie, Landwirtschaft oder im kommunalen Bereich effizienter zu nutzen und somit die Nachhaltigkeit zu fördern. Davon ist Siemens überzeugt und hat dafür unter anderem das Wasser-Management-System Siwa entwickelt – eine modulare Lösung für Pipelines, Trink- und Abwassernetze. Diese Smart-Water-Lösung beinhaltet Softwaremodule, die flexibel miteinander kombinierbar sind. Je nach Anforderung unterstützen diese den Betreiber dabei, Abläufe zu optimieren, Leckagen zu erkennen und zu lokalisieren sowie eine dynamische Simulation von Rohrleitungssystemen durchzuführen. Die Vorteile liegen auf der Hand: Neben verbesserter Versorgungssicherheit lassen sich der Energieverbrauch und damit die Kosten der Anlagenbetreiber senken.

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Danfoss offeriert ein 3-in-1-System zur Energierückgewinnung für Meerwasser-Entsalzungsanlagen (SWRO, Sea Water Reverse Osmosis). Basis sind ein Druckaustauscher, eine Booster-Pumpe und ein Motor in einer kompakten Einheit. I-Save erfasst die hydraulische Energie des unter hohem Druck ausgestoßenen Wassers im SWRO-Prozess und leitet die Energie zurück in das System. So lässt sich der Energieverbrauch drastisch reduzieren, unabhängig vom Durchfluss und der Größe des Meerwasser-Entsalzungssystems. Neben den erheblichen Energieeinsparungen bewirkt I-Save auch eine Senkung der Investitionskosten, da dank der ganzheitlichen Konstruktion eine kompaktere Hochdruckpumpe sowie weniger Rohrleitungen und Komponenten verwendet werden können.

Daraus lernen wir: Smart Data verändern die Spielregeln, nach denen Betreiber ihre Anlagen betreiben, warten und verbessern.

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Hans-Jürgen Bittermann
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