Viele industrielle Systeme, ob maschinenintegriert oder nicht, verwenden Pumpen aller Art und Größe, die unauffällig arbeiten. Diese Pumpen verursachen jedoch zum Teil erhebliche Energiekosten, die durch eine Optimierung der Anlagen und ihrer Betriebsbedingungen deutlich reduziert werden können.
Mögliche Verbesserungsmaßnahmen
Anpassung der Betriebsmodi
Oftmals laufen die Pumpen bei wechselndem Bedarf (bei Maschinenstopps oder wechselnden Betriebsbedingungen) kontinuierlich mit voller Leistung.
Für die Deckung des Zwischenbedarfs sollte auf variable Drehzahlen von mindestens einer Pumpe anstatt auf archaische, energieaufwändige Regelverfahren wie Bypass-Schaltungen oder Durchflussbegrenzungsventile zurückgegriffen werden. Tatsächlich variiert die aufgenommene Leistung je nach Kubikzahl der gepumpten Fördermenge: Variable Drehzahlen sind in diesem Fall der beste Weg, um den Energieverbrauch von Pumpensystemen zu reduzieren.
Darüber hinaus fördert die Notwendigkeit der Betriebssicherheit den Einsatz redundanter Steuerungsmodi. Dies verursacht zusätzliche Energiekosten, die durch eine effiziente und zuverlässige Regelung vermieden werden können.
Einsparpotenzial:
- bis zu 50 % durch das Stoppen nicht benötigter Pumpen (ON/OFF);
- bis zu 90 % durch den Einsatz von Antrieben mit variabler Drehzahlregelung (VSD). [1]
Bestmögliche vorbeugende Wartung
Die Überwachung der Betriebsdaten der Verteilernetze ist ein erster Schritt, um den realen Betriebsbedingungen gerecht zu werden und Schäden zu erkennen. Auf folgende Punkte sollten Sie u. a. achten:
- Messung der Druckverluste infolge einer Verstopfung in Elementen wie Wärmetauschern, Kühlkreisläufen oder Filtern
- Verschmutzung und Korrosion von Rohren, was zu erhöhten Energieverlusten führt
- Reparatur von Wasserlecks, Vermeidung von „Frostschutz“-Wasserspülungen im Winter
Eine frühzeitige und regelmäßige Wartung der Pumpen sorgt für einen optimalen und wirtschaftlichen Betrieb. Einige Beispiele für umzusetzende Maßnahmen:
- Erkennung und Behebung von Betriebsbedingungen unter Kavitation, die Schäden an der Pumpe verursachen können.
- Überprüfung des Förderdrucks: Ein Wert, der im Vergleich zu einem bestimmten Referenzwert zu hoch ist, bedeutet Energieverschwendung.
- Steuerung der mechanischen Übertragungen: Diese Elemente sind an der Gesamteffizienz eines Pumpensystems beteiligt.
- Vermeidung von Ausfällen und Leistungsverlusten durch regelmäßige Inspektionen (die Reibung zwischen Rotor und Stator nimmt mit dem Verschleiß der Pumpe zu und erhöht die Energieverluste).
Richtige Dimensionierung der Anlagen
Die richtige Dimensionierung von Pumpe und Motor ist von großer Bedeutung. Tatsächlich müssen diese Elemente nahe ihrem Bestpunkt arbeiten. Allerdings sind diese Elemente oft stark überdimensioniert und ihr tatsächlicher Betrieb weicht dann vom optimalen Wirkungsgrad ab, was zu einem Abfall des Wirkungsgrads und zu höheren Investitionskosten führt.
Bei der Entwicklung neuer Projekte oder dem Austausch alter Pumpen stellt sich die Frage nach der Dimensionierung des Pumpensystems, denn die zusätzlichen Energiekosten durch einen nicht optimalen Wirkungsgrad wirken sich über die gesamte Lebensdauer aus.
Bei bestehenden Anlagen ist ein Austausch der Pumpe nicht immer notwendig. Das Gleichgewicht zwischen Pumpe und Bedarf kann durch eine angemessene Anpassung des Durchmessers des Pumpenrotors gemäß den Herstellervorgaben hergestellt werden. Durch diesen Vorgang können der Druck und die Fördermenge der Pumpe und damit der Stromverbrauch erheblich reduziert werden.
Wahl optimaler Komponenten
Mit der europäischen Ökodesign-Richtlinie wurden Anforderungen an den mindestens erforderlichen Wirkungsgrad von Pumpen, Umwälzpumpen und Elektromotoren eingeführt. Dies zwingt Gerätehersteller dazu, energieeffizientere Produkte zu entwickeln – zum großen Vorteil der Endnutzer.
Der Austausch von Pumpen und Antriebsmotoren muss auf der Grundlage einer technischen und wirtschaftlichen Studie in Bezug auf die Lebensdauer des Produkts (zwischen 10 und 15 Jahren) vorbereitet werden, um die Energiekosten, die eingespart werden können, vollständig zu bemessen.
Optimierung der Konfiguration des Rohrnetzes
- Das Wasser zirkuliert reibungsarm in großdimensionierten, möglichst kurzen und möglichst gerade verlaufenden Rohren, ohne Singularitäten wie Richtungsänderungen oder Querschnittsbeschränkungen.
Bei Modernisierungen ist es sinnvoll, die Dimensionierung der Rohre in Bezug auf den aktuellen Bedarf zu überprüfen.