Effiziente Produktion mit Druckluft

Druckluft wird häufig nur als Hilfsfunktion gesehen, dient jedoch in vielen Produktionsstätten zum Betrieb von Maschinen und zur Betätigung/Steuerung pneumatischer Ventile, Zylinder und Steuerungen. Die Qualität und Verfügbarkeit der Druckluft kann jedoch eine deutliche Auswirkung auf die Kernproduktion des Werks haben. CompAir, ein Hersteller für Druckluft- und Gas-Systeme, verwendet den Vaisala DRYCAP® Hand-Taupunktmessgeber DM70 zum Messen der Drucktaupunkte bei ihrem AirAudit, einem Bestandteil ihres AirWorx™-Dienstes. Bei der Prüfung werden eine Reihe von Parametern gemessen, die mit der Leistung der Druckluftsysteme zusammenhängen, mit dem Ziel, deren Energieeffizienz zu steigern.

CompAir ist ein weltweit führender Hersteller von Druckluft- und Gas-Systemen mit Produktionsstätten im Vereinigten Königreich, in Deutschland, in den USA, in Kanada und China. Die Kompressoren, Gerätschaften und Dienste von CompAir werden weltweit genutzt und bieten qualitativ hochwertige, wirtschaftliche, saubere und zuverlässige Druckluft und Gase für zahlreiche Anwendungen. Das Produktangebot des Unternehmens enthält Schraubenkompressoren, ölfreie, Drehschieber-, Kolben- und portable Kompressoren, Zubehörprodukte und Dienste für Anwender in der allgemeinen Industrie, offshore, für ölfreien Betrieb, im Bauhandwerk und für Marine-Hochdruck- und Gaskompression. Ihre Abteilung AirWorxdie 2001 gegründet wurde, ist spezialisiert auf Risikobewertung von Druckluftsystemen und Empfehlungen für Verbesserungen in der Energieeinsparung, einschließlich der Möglichkeiten, Druckluftsysteme und deren Bereitstellung komplett auszugliedern. Der Service AirWorx™ von CompAir erleichtert Einsparungen bei Betriebskosten und Kapitalinvestitionen für Produktionsstätten, sowie bei der Erfüllung von Zielen in der Energieeinsparung. AirWorx™ ist ein Dienst, bei dem die Kundschaft die benötigte Druckluft von CompAir erwerben kann, ohne Kapital zu investieren.

Druckluft wird nur als Hilfsfunktion gesehen

selten die Aufmerksamkeit, die sie verdient hätte. Die Industrie verwendet aktuell etwa 8–10 % ihres Stromverbrauchs für Druckluft, und im Allgemeinen werden 30 % der Druckluft verschwendet. Das Energieeinsparpotential ist deutlich, aber die Betriebskosten sind in den Druckluftsystemen „eingeschlossen“, da Verbesserungen sich häufig nicht in den Profitkriterien der Projekte wiederfinden.

Aus Sicht der Anwendenden ist Druckluft nur ein weiteres Versorgungsmedium wie Strom, Wasser oder Gas. Diese werden aber zumeist außerhalb der Stätten produziert und den Endanwendenden gemäß der Anforderung geliefert. Da die Eigenschaften von Druckluft es nicht erlauben, sie allzu weit zu transportieren, besitzen und betreiben die meisten Anwendenden ihre eigenen Druckluftsysteme. Diese Systeme wurden oft über Jahrzehnte erweitert und die „aktuelle Nutzung“ unterscheidet sich meist stark von derjenigen, für die das System konstruiert wurde. Aufgrund von Einschränkungen des Wartungs-Budgets werden diese Anlagen häufig vernachlässigt, was zu schlechter Systemleistung führt und dazu, dass die Nutzenden für die höheren Kosten durch die ineffiziente Druckluftversorgung kein Verständnis haben.

In einer Studie für die EU mit dem Titel „Compressed air systems in the European Union – Energy, Emissions, Savings Potential and Policy Actions” (Druckluftsysteme in der EU – Energie, Emissionen, Einsparpotential und Politikmaßnahmen) steht in der Einleitung, dass „Einsparungen im Bereich von 5–50 % möglich sind. Ein großes technisches und wirtschaftliches Potential für Energieeinsparungen wird unter den aktuellen Markt- und Entscheidungsmechanismen nicht genutzt“. Die Idee von CompAir ist es daher, die Kapitalkosten aus der Rechnung zu nehmen und die Betriebseinsparungen umzusetzen, indem die Herstellung von Druckluft mittels eines AirWorx-Versorgungsvertrags ausgelagert wird. Die Herangehensweise von AirWorx ist eine partnerschaftliche Vereinbarung, bei der beide Seiten Vorteile haben sollen, um den Erfolg sicherzustellen. Dieser Vorteil erwächst aus der Verbesserung der Systemleistung und daraus, dass beide Seiten sich auf ihr Kerngeschäft konzentrieren können. Statt eines einzelnen Modells oder einem Standard-Dienstepaket verwendet CompAir eine modulare 

Das AirWorx™ AirAudit

Damit beide Parteien die aktuelle Leistung auf Bereitstellungsseite sowie auch das Verteilungsnetz verstehen können, wird eine umfassende Prüfung des Druckluftsystems durchgeführt. Dies hilft dabei, die aktuellen Kosten der Druckluft im Werk zu ermitteln als auch eine Benchmark festzuhalten, die ans Vergleich für zukünftige Verbesserungen dient. Diese Prüfung betrifft sämtliche Parameter des bestehenden Systems: Stromverbrauch, Durchfluss, Druck im gesamten Netz, Qualität, Feuchte und Verluste, sowie jegliche weiteren wichtigen Aspekte. Genaue Ergebnisse sind wichtig, da diese Daten als Basis für jedes Druckluftprojekt dienen sollen.

Taupunktmessungen unter schwierigen Bedingungen

Zum Messen von Drucktaupunkten als Teil ihres AirAudit verwendet CompAir den Vaisala DRYCAP® Hand-Taupunktmessgeber DM70. Für diesen Dienst wurde ein Instrument gebraucht, das sowohl mit sehr trockener Luft und Taupunkten bis zu –70 °C und Systemen mit Kondensat umgehen konnte. Im Allgemeinen liegt der zu erwartende Taupunkt für Druckluftsysteme mit Trocknung der komprimierten Luft zwischen +5 und –40 °C, aber da Trockner nicht immer zuverlässig arbeiten, muss der Sensor auch unter feuchten Bedingungen einwandfrei arbeiten. Die Sensoren, die wir vorher verwendet hatten, musst neu kalibriert werden, nachdem sie feucht geworden waren, der DM70 hat jedoch trotz Kondensation gut funktioniert. Für CompAir mit ihrer globalen Präsenz war es auch wertvoll, einen Partner mit ebenfalls globaler Präsenz zu haben, so dass im Fall der Fälle ein lokaler Kundendienst gefunden werden kann. Der DM70 ist zuverlässig und bietet anwenderfreundliche Funktionen wie eine Auswahl aus mehreren Sprachen. In dieser Hinsicht konnte Vaisala genau das anbieten, wonach CompAir gesucht hatte.

Beträchtliche Einsparungen durch Taupunktüberwachung

Die Erzeugung von trockener, öl- und staubfreier Druckluft zu niedrigen Kosten ist das Ziel eines jeden Druckluftsystems. Es werden Filtersysteme verwendet, um Öl und Staub zu entfernen, die Feuchtigkeit wird mit Trocknern reguliert. Der spezifische Prozess, für welchen die Druckluft verwendet wird, bestimmt, wie trocken die Luft sein sollte. Unabhängig vom Trockner-/Filtersystem hat trockene saubere Luft einen hohen Preis; die Messungen sind daher wichtig um sicherzustellen, dass Sie genau das bekommen, wofür Sie auch bezahlen. Bei der Messung der Drucktaupunkte eines Druckluftsystems haben CompAir herausgefunden, dass bei Verwendung von Adsorptionstrocknern für Taupunkte unterhalb Null Grad mehr als 50 % der Systeme aufgrund mangelnder Wartung nicht funktionieren. Da die Produktionsstätten kein installiertes Messsystem besaßen, war ihnen das Problem auch nicht bekannt. Sobald das Druckluftsystem durchgemessen und verstanden wurde, ist es sinnvoll, die Betriebsdaten des Systems regelmäßig zu erfassen. Deshalb installieren CompAir bleibende Fernüberwachungssysteme im Rahmen der Installation ihrer AirWorx™-Ausrüstung. Die schließt Taupunktmessgeber von Vaisala mit ein, wo sie sinnvoll sind. Die gesammelten Daten werden verwendet, um eine Gesamtsteuerung des Systems und Informationen für die Wartung zu bieten, und sicherzustellen, dass das System mit optimalen Leistungspegeln arbeitet. Die wichtigsten Leistungsindikatoren wie kW/m3/min können über den Zeitverlauf erfasst werden, um sicherzustellen, dass das gesamte System innerhalb der spezifizierten Grenzen arbeitet. Für die fortwährenden Messungen und permanenten Installationen wird gemäß den Anforderungen eine Reihe von Instrumenten verwendet. Um welche Anwendung es auch immer geht, genaue Messungen bilden die Grundlage für Verbesserungen des Systems und zur Einsparung von Kosten.



Der Artikel wurde ursprünglich in den Vaisala News 163/2003/ Ben Soderling/ AirWorx/CompAir/High Wycombe/UK veröffentlicht.