Der Betriebsleiter 11-12/2017
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Effizient<br />
vernetzt<br />
Energieoptimiertes<br />
Zusammenspiel von<br />
Maschinen und Gebäuden<br />
in einer Modellfabrik<br />
Die ETA-Fabrik an der TU Darmstadt<br />
zeigt, dass ein energieoptimiertes<br />
Zusammenspiel von<br />
Maschinen, technischer Gebäudeausrüstung<br />
und Gebäudehülle<br />
Einsparungen im hohen zweistelligen<br />
Prozentbereich möglich<br />
macht.<br />
ETA steht für Energieeffizienz, Technologie<br />
und Anwendungszentrum – und<br />
für die übergreifende Zusammenarbeit der<br />
Fachbereiche Architektur, Bauingenieurwesen<br />
und Maschinenbau. In der Modellfabrik<br />
auf dem Uni-Campus wird seit Anfang<br />
2016 der Produktionsprozess eines<br />
Standardwerkstücks aus dem allgemeinen<br />
Maschinenbau abgebildet und unter energetischen<br />
Gesichtspunkten optimiert. Das<br />
Projekt zielt jedoch nicht allein auf die Effizienzmaximierung<br />
des Maschinenparks,<br />
der technischen Gebäudeausrüstung und<br />
der Gebäudehülle, sondern will auch Synergien<br />
zwischen den Teilbereichen ausschöpfen.<br />
„Unsere Idee ist es, die bisherige<br />
Einzelbetrachtung aufzubrechen, durch eine<br />
gesamtheitliche Herangehensweise Synergien<br />
zu nutzen und auf diese Weise höhere<br />
Energieeinsparungen zu realisieren“, erklärt<br />
Philipp Schraml, Wissenschaftlicher<br />
Mitarbeiter am Institut für Produktionsmanagement,<br />
Technologie und Werkzeugmaschinen<br />
(PTW) an der TU Darmstadt und<br />
einer der Forscher im ETA-Fabrik-Projekt.<br />
Forscher sehen energetisches<br />
Einsparpotenzial von 40 %<br />
Durch die Vernetzung und Interaktion der<br />
Teilbereiche, kombiniert mit Energiecontrolling<br />
und -rückgewinnung, können die<br />
Forscher in der ETA-Fabrik Einsparpotenziale<br />
Autorin: Stephanie Banse, Journalistin in<br />
Hamburg<br />
von etwa 40 % darstellen. Motiviert sei das<br />
Projekt durch den bislang noch sehr hohen<br />
Strom- und damit Kostenbedarf deutscher<br />
Industriebetriebe.<br />
„Die Industrie ist in Deutschland mit 47<br />
Prozent für den größten Teil des Strombedarfs<br />
verantwortlich“, erläutert Schraml.<br />
„Wenn man diesen Anteil weiter aufschlüsselt,<br />
dann sieht man, wo die Hauptverbraucher<br />
liegen. Das ist allem voran die mechanische<br />
Energie, das sind Pumpen, dann die<br />
Prozesskälte- und -wärmebereitstellung<br />
und auf Platz vier mit rund sieben Prozent<br />
die Druckluft. Genau diese Themen bearbeiten<br />
wir in der ETA-Fabrik!“<br />
Ein Ziel, das offenbar den Nerv der Zeit<br />
trifft, denn Unterstützung erhält das auf vier<br />
Jahre angesetzte Projekt nicht nur vom<br />
Bundesministerium für Wirtschaft und<br />
Energie (BMWi) und dem Land Hessen,<br />
sondern auch von mehr als 30 Forschungspartnern<br />
aus der Industrie.<br />
Energieeffiziente Drucklufterzeugung<br />
und -verteilung<br />
Einer der Sponsoren ist die Essener Atlas<br />
Copco Kompressoren und Drucklufttechnik<br />
GmbH. Das Unternehmen unterstützt das<br />
Projekt mit einem öleingespritzten, drehzahlgeregelten<br />
Schraubenkompressor des<br />
Typs GA 22 VSD + FF, einem 1000-l-Druckluftspeicher<br />
sowie der kompletten Druckluftverteilung,<br />
die mit dem innovativen Airnet-System<br />
realisiert wurde. Das modulare<br />
Konzept besteht aus korrosionsfreien Aluminiumleitungen<br />
und leckagesicheren Verbindungsstücken.<br />
Es erlaubt eine schnelle<br />
Installation und reduziert den Druckabfall<br />
im Betrieb auf ein Minimum, wodurch eine<br />
sehr hohe Effizienz sichergestellt wird.<br />
„Verlegung und Anschluss des Airnet-Systems<br />
waren sehr einfach, so dass wir bei der<br />
Installation keine Hilfe brauchten“, lobt<br />
Schraml. „Bei der Auslegung hat uns Atlas<br />
Copco unterstützt.“ Die Rohre und die vorgespannten<br />
Anschlussstücke werden in nur<br />
wenigen Schritten und ohne schwere Maschinen<br />
zusammengesetzt. Airnet lässt sich<br />
zudem dank des großen Sortiments an<br />
wiederverwendbaren Verbindungsstücken<br />
ohne großen Aufwand umrüsten und an<br />
Änderungen in der Produktionsstätte<br />
anpassen.<br />
Auch der Kompressor aus der Baureihe<br />
GA VSD + gehört zum Effizientesten, was<br />
derzeit auf dem Markt im Bereich öleingespritzter<br />
Schraubenkompressoren zu finden<br />
ist. Seine Drehzahlregelung (VSD = Variable<br />
Speed Drive) verringert den Energieverbrauch<br />
um bis zu 50 % gegenüber<br />
schlecht ausgelasteten Kompressoren mit<br />
Last-Leerlauf-Regelung. Gleichzeitig bieten<br />
die GA + -Modelle eine um 9 % höhere<br />
Luftausbeute bei gleicher Leistung als ihre<br />
Vorgängergeneration. Das Kürzel FF steht<br />
für die „Full-Feature“-Variante, bei der bereits<br />
ab Werk Kältetrockner, Druckluftfilter,<br />
Kondensatableiter und -trenner sowie alle<br />
Anschlüsse für eine Wärmerückgewinnung<br />
in das Kompressorgehäuse integriert sind.<br />
Prinzipiell wird an jeder Stelle des Produktionsprozesses<br />
in der ETA-Fabrik Druckluft<br />
benötigt. <strong>Der</strong> Betriebsdruck liegt derzeit bei<br />
7 bar, soll jedoch noch nach unten optimiert<br />
02 Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik<br />
unterstützt das Projekt mit einem<br />
öleingespritzten, drehzahlgeregelten<br />
Schraubenkompressor, einem<br />
1 000-l-Druckluftspeicher sowie der<br />
kompletten Druckluftverteilung<br />
34 <strong>Der</strong> <strong>Betriebsleiter</strong> <strong>11</strong>-<strong>12</strong>/<strong>2017</strong>