Nachdenken über das Klima - Energie Zentralschweiz

BetriebPlanungEnergiepraxis-Seminar 2013-2am 19. November 2013 in RotkreuzHeinrich HuberFachhochschule Nordwestschweiz FHNW, MuttenzWo gibt‘s Handlungsbedarf in der Industrie?• Unnötig grosse Volumenströme – unklare Nutzeranforderung(Lüftung und Pumpen)• Ineffizienter Teillastbetrieb – Drosselung statt Drehzahlanpassung• Betrieb ohne Nutzen (BoN) – Anlagen laufen (oft voll), auch wenn sieniemand nutzt• Knapp ausgelegte Kanäle und Leitungen – zu hohe Druckverlustefür Luft und Wasser (auch bei Armaturen und Wärmetauschern)• Überdimensionierung: 2- bis 4-fach, v. a. Pumpen und Ventilatoren• Anlagen-Anbieter kennen effiziente Produkte nicht oder wollen ihrebewährten alten Produkte einsetzen!!• Auswahl nach tiefsten Investitionskosten – Lebenszykluskosten nichtberücksichtigtEnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. NipkowPumpen: Förderung flüssiger MedienZahnradpumpe(Internet)Kolbenpumpe(Wikipedia)Kreiselpumpe(verbrauchen fastden gesamtenPumpenstrom)Archimedische Schraube (ARA)EnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. Nipkow2

Energiepraxis-Seminar 2013-2am 19. November 2013 in RotkreuzHeinrich HuberFachhochschule Nordwestschweiz FHNW, MuttenzSystem- und PumpenkennlinienDie in einem Systembenötigte hydraulischeLeistung hängt ab von:Den Strömungsverlusten inden Leitungen (proportionalQ 2 ) Effizienzpotenzial?Und von den zuüberwindenden statischenHöhen oder Drücken Effizienzpotenzial?EnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. NipkowVentilatoren, KompressorenBegriffe und Bezeichnungen derFördermaschinen für Gase:• Kreiselmaschinen: Radial-Ventilator,Turbo-Verdichter• Propellermaschinen: Axial-Ventilator(es gibt Übergangstypen zwischenKreisel und Propeller)• Verdränger- oder volumetrischeMaschinen: Kolben-, Schrauben-,Scroll-, Zahnrad-, Flügelzellen-Verdichter, etc.EnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. Nipkow4

Grafiken Heinrich Huber , FHNWEnergiepraxis-Seminar 2013-2am 19. November 2013 in RotkreuzHeinrich HuberFachhochschule Nordwestschweiz FHNW, MuttenzStromverbrauch Ventilatoren Schweiz• Ventilatoren/Gebläse:Total ca. 7’500 GWh/a(= 12,5 % des StromverbrauchsSchweiz)• Kompressoren fördern/verdichten auchLuft/Gase, z.B. für:Kälte, Druckluft.Stromverbrauchsanteil(Industrie) um 6% desStromverbrauchs CH.Inkl.GebäudetechnikderIndustrieGrafik aus Topmotors-Merkblatt «Ventilatoren»EnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. NipkowVorwärts / rückwärts gekrümmte LaufräderGXLB-5-031:75%62%EnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. Nipkow5

WirkungsgradOriginalgrafik Heinrich Huber , FHNWEnergiepraxis-Seminar 2013-2am 19. November 2013 in RotkreuzHeinrich HuberFachhochschule Nordwestschweiz FHNW, MuttenzWirkungsgrad Transmission100%95%90%85%80%Keilriemen, Teillast 80 - 100%Keilriemen, Teillast 20%Flachriemen, Teillast 80 - 100%75%0.1 1.0 10.0 100.0Nennleistung in kWFlachriemen, Teillast 20%Fotos: Habasit AGEnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. NipkowAntriebssysteme: Gesamtbetrachtung unerlässlich!• Energie verbraucht imWesentlichen derMotor.• Die grossenSparpotenziale steckenjedoch im gesamtenAntriebssystem.• Bei Systemen zurMedienförderung(Pumpen, Ventilatoren,Kompressoren) birgtschon die Optimierungdes Kernsystemsgrosse Sparpotenziale.EnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. Nipkow6

KostenEnergiepraxis-Seminar 2013-2am 19. November 2013 in RotkreuzHeinrich HuberFachhochschule Nordwestschweiz FHNW, MuttenzEffizienzpotenziale, Eingriffstiefetypisches Effizienzpotenziala. Betriebsoptimierung 10…20%b. Neue Anlagensteuerungz.B. mit Drehzahlregelungc. Neue Motoren (Ersatzmit IE3, evtl. kleinerdimensioniert)10…30%2…15%d. Neue Pumpen/Ventilatoren+ IE3 Motoren + Steuerung 20…50%e. Gesamte Anlage erneuernbzw. Neuerstellung30…70%EnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. NipkowProzesse der Mediumsförderung optimierenDie grössten Antriebs-Effizienzpotenziale stecken in denProzessen bzw. Systemen:■■Einfachste Anpassung: zeitlicher Bedarf (kein BaN, Betriebausserhalb Nutzungszeit bzw. BoN, Betrieb ohne Nutzen)Können die Volumenströme reduziert / angepasst werden?- Wofür wird wann wieviel Medium genau gebraucht?- Gibt es eine Prozess-Alternative mit kleinerem Bedarf?Betriebs-Optimierung■In geschlossenen Systemen ist derDruckverlust p proportional zumQuadrat des Volumenstroms Q,die Anlagen-Kennlinie ist eine Parabel.p - 25%- 44%► Kleine Q-Reduktion grosse p-Reduktion!► Leistungsbedarf ~ Q * p, also ~ 3. Potenz Q!Volumenstrom QEnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. Nipkow7

Grafik aus Topmotors-Merkblatt «Pumpen»Energiepraxis-Seminar 2013-2am 19. November 2013 in RotkreuzHeinrich HuberFachhochschule Nordwestschweiz FHNW, MuttenzDrehzahl regeln (FU) statt drosselnFU = Frequenzumrichter!Gilt fürgeschlosseneKreisläufe:• Umwälzpumpen• Lüftungsanlagen(sind in der Regelüber die freieAtmosphäre„geschlossen“)EnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. NipkowSIA-EffizienzvorgabenDie Anforderungen in SIA-Normen gelten als „Regeln derBaukunst“ und sind verbindlich, wenn sie nicht explizitvertraglich wegbedungen werden.In Revision• Pumpen SIA 380/4:2006SIA 384/1:2009• Ventilatoren SIA 380/4:2006SIA 382/1:2007• Kältemaschinen SIA 382/1:2007: COPSIA 382/2 und382/3,Leistungsbedarfund Systemwahl,SIA-TEC-ToolEnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. Nipkow8

Energiepraxis-Seminar 2013-2am 19. November 2013 in RotkreuzHeinrich HuberFachhochschule Nordwestschweiz FHNW, Muttenztopmotors.ch Merkblättter 23 und 24Zielpublikum: Planer, Installateure und Betreiber von Pumpen/ LuftförderungEnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. NipkowMerkblatt-Reihe25 Frequenzumformer (in Vorbereitung)EnergiePraxis-Seminare 2-2013, J. NipkowDownloadkostenlos,Registrierung10