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Für moderne Industriebetriebe ist die Druckluftversorgung so wichtig

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 Kaeser Kompressoren Bild 1 www.kaeser.com
Für moderne Industriebetriebe ist die Druckluftversorgung
so wichtig wie der elektrische Strom.
 Kaeser Kompressoren Bild 2 www.kaeser.com
Energieanteil Kompressoren
bei industriell eingesetzten Motoren (EU)
Energiebedarf
7%
2%
36%
18%
andere Motoren
Pumpen
Ventilatoren
Druckluftkompressoren
Kältemittelkompressoren
Fördereinrichtungen
16%
22%
EU-weiter Energiebedarf für Kompressoren 2015 geschätzt ...
 Kaeser Kompressoren Bild 3 www.kaeser.com
0%
1%
1%
7%
5%
13%
1%
3%
6%
Basis: 0,16 DM/kWh
Betriebsüberdruck: 7,5 bar
Laufzeit: 5 Jahre
Luftkühlung
Druckluftqualität: Öl
Zinssatz: 6%
(nach ISO 8573-1)
 Kaeser Kompressoren Bild 4 www.kaeser.com
Energiekosten Kompressoren
10%
Energiekosten Aufbereitung
20%
Wartungskosten Kompressoren
30%
Wartungskosten Aufbereitung
40%
Inbetriebnahme/Schulung
50%
Investitionskosten Kompressoren
Kondensataufbereitung gesamt
60%
Investitionskosten Aufbereitung
70%
Installationskosten/Steuerung-Leittechnik
Kostenstruktur in optimierten Druckluftstationen
Staub
Wasser
63%
1
1
4
 Kaeser Kompressoren Bild 5 www.kaeser.com
Erreichbarkeit der Kostenstruktur durch:
• Reduktion der Wartungskosten
• Reduktion der Energiekosten
• Erhöhung der Betriebssicherheit
 Kaeser Kompressoren Bild 6 www.kaeser.com
Senkung der Energiekosten eines Druckluftsystems
durch Systemoptimierung
Energiekosten
ph Ã% È
phÃ#$È
1 bar Druckabsenkung mit moderner
übergeordneter Steuerung bei der Erzeugung
Verringerung des Druckluftverbrauchs durch
Minimierung der Leckagen bei Druckabsenkung
phÃ
È
bessere Auslastung durch optimale
Abstimmung mit interner Steuerung
auf Industrie-PC (IPC)-Basis
phÃ
È
Ausstattung der Kompressoren mit modernen
Kompressorblöcken,
effizienter Kraftübertragung
und EPACT-Motoren
Einsparungspotential
 Kaeser Kompressoren Bild 7 www.kaeser.com
Der PC in der Kompressorstation
SIGMA AIR MANAGER
• Absenkung des Netzdruckes
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
Sigma-Control-gesteuerte Anlagen
 Kaeser Kompressoren Bild 8 www.kaeser.com
• bessere Auslastung der Kompressoren
• Controlling
Absenkung des Netzdruckes
Unterschiedliche Druckschwankungen und
Druckeinsparung bei herkömmlichen Grundlastwechselschaltungen (Kaskadensteuerungen)
und modernen Kompressorverbundsteuerungen
(Druckbandsteuerungen)
7,5
Druckschwankung bei herkömmlicher
Grundlastwechselschaltung
7,0
6,5
po
pwp
pu
6,0
Sicherheit
Zeit
Druckschwankung bei SAM oder VESIS
 Kaeser Kompressoren Bild 9 www.kaeser.com
Bessere Auslastung der Kompressoren
durch effiziente Anlagenkoordination
70 m³/min
60
B S 61
50
B S 61
40
B S 61
DS 170
30
DS 170
DS 170
20
DS 170
10
needed air
delivery
:3
0
:1
5
:4
5
22
23
:1
5
:0
0
21
:3
0
20
21
:0
0
:4
5
19
:1
5
17
18
18
:0
0
:4
5
:3
0
15
16
:3
0
:1
5
15
14
:0
0
:4
5
12
13
:3
0
:1
5
11
12
:0
0
:4
5
09
10
:3
0
:1
5
07
08
 Kaeser Kompressoren Bild 10 www.kaeser.com
09
:1
5
:0
0
:4
5
06
:3
0
05
06
:0
0
:4
5
03
04
:3
0
:1
5
02
03
01
00
00
:0
0
:4
5
0
Controlling
Service-Center weltweit
Modem
Modem
Telefon
Telefon
Leitwarte
Leitwarte
Modem
Modem
Leitebenen-Netzwerk Ethernet
Leitebenen-Netzwerk Ethernet
SAM
Vesis
C6V QU 6IU SD @7ÃTU @CUÃ7S@ HT@ÃD TU Ã6FU DWD@SU
X@SFa@VB X@8C T@GÃWP S7@S@ DU @I
Prozeß-Profibus-DP
Prozess-Profibus-DP
 Kaeser Kompressoren Bild 11 www.kaeser.com
Senkung der Energiekosten eines Druckluftsystems
durch Systemoptimierung
Energiekosten in %
ph Ã% È
phÃ#$È
Einsparungspotential durch
moderne Drucklufterzeugung
1 bar Druckabsenkung mit moderner
übergeordneter Steuerung bei der Erzeugung
Verringerung des Druckluftverbrauchs durch
Minimierung der Leckagen bei Druckabsenkung
phÃ
È
bessere Auslastung durch optimale
Abstimmung mit interner Steuerung
auf Industrie-PC (IPC)-Basis
phÃ
Einsparungspotential
 Kaeser Kompressoren Bild 12 www.kaeser.com
È
Ausstattung der Kompressoren mit modernen
Kompressorblöcken,
effizienter Kraftübertragung
und EPACT-Motoren
Leckagen erkennen
Beispiel:
Lochdurchmesser: 3 mm
Luftverlust: 0,5 m3/min (bei 6 bar Überdruck)
0,5 m3/min x 60 min/h = 30 m3/h
30 m3/h x 8000 h/Jahr = 240.000 m3/a
240.000 m3/Jahr x 0,03 DM/m3 = 7.200 DM/a bzw. etwa 3.600 Euro/a
 Kaeser Kompressoren Bild 13 www.kaeser.com
Senkung der Energiekosten eines Druckluftsystems
durch Systemoptimierung
Energiekosten in %
ph Ã% È
phÃ#$È
1 bar Druckabsenkung mit moderner
übergeordneter Steuerung bei der Erzeugung
Verringerung des Druckluftverbrauchs durch
Minimierung der Leckagen bei Druckabsenkung
phÃ
È
bessere Auslastung durch optimale
Abstimmung mit interner Steuerung
auf Industrie-PC (IPC)-Basis
phÃ
Einsparungspotential
 Kaeser Kompressoren Bild 14 www.kaeser.com
È
Ausstattung der Kompressoren mit modernen
Kompressorblöcken,
effizienter Kraftübertragung
und EPACT-Motoren
SIGMA CONTROL - der PC im Kompressor
SIGMA CONTROL
• Kompaktsteuerung zum Einbau in die
Bedienungstafel unserer Kompressoren
• 5 gespeicherte unterschiedliche Kompressorsteuerungssysteme für KAESER-Kompressoren
Schraubenkompressoren
• 21 gespeicherte Sprachen, austauschbar,
einschließlich länderspezifischer Maßeinheiten
• Datenerfassung:
Schnittstellen für Datenübertragung zur Verbundsteuerung und Teleservice
 Kaeser Kompressoren Bild 15 www.kaeser.com
Senkung der Energiekosten eines Druckluftsystems
durch Systemoptimierung
Energiekosten in %
ph Ã% È
phÃ#$È
1 bar Druckabsenkung mit moderner
übergeordneter Steuerung bei der Erzeugung
Verringerung des Druckluftverbrauchs durch
Minimierung der Leckagen bei Druckabsenkung
phÃ
È
bessere Auslastung durch optimale
Abstimmung mit interner Steuerung
auf Industrie-PC (IPC)-Basis
phÃ
Einsparungspotential
 Kaeser Kompressoren Bild 16 www.kaeser.com
È
Ausstattung der Kompressoren mit modernen
Kompressorblöcken,
effizienter Kraftübertragung
und EPACT-Motoren
Unterschiede im Nutzungsbereich von Verdichterblöcken
für Schraubenkompressoren
†ƒr“ÃGrv†‡ˆt
.:PLQ
Pó
xyrvr…ÃWr…qvpu‡r…iy‚px
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7 y‚pxÃ!
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ÃÃu‚urÃBr†h€‡x‚†‡rÃqr …Ã9…ˆpxyˆs‡r…“rˆtˆt
 Kaeser Kompressoren Bild 17 www.kaeser.com
Direktkupplung von Kompressorblock und Antriebsmotor
Einsparung von ca. 2,5% Energie
durch Vermeiden von Übertragungsverlusten
 Kaeser Kompressoren Bild 18 www.kaeser.com
Wirkungsgrad optimierter E-Motoren (EPACT-Motoren)
Standard
Wirkungsgrad eines 132kW-Motors:
IP23: 93%
IP54: 95%
IP55 Epact: 95,7%
EPACT
Wirkungsgrad %
standard
Energy Policy Conservation Act
0
100
105 - 110
Motornennleistung %
 Kaeser Kompressoren Bild 19 www.kaeser.com
Optimierte Kühlung:
Kosten für Luft- bzw. Wasserkühlung von Kompressoren
Kosten für die Kühlung
DM/a
12000
10000
8000
Luft
Wasser
6000
4000
2000
Basis:
Betriebsstunden 4000 h/a
Wasserkosten (ges) 0,20 DM/cbm
Preis 0,11 DM/kWh
 Kaeser Kompressoren Bild 20 www.kaeser.com
Aufgenommene elektr. Leistung des Kompressors in kW
0
110
132
160
200
250
Senkung der Energiekosten eines Druckluftsystems
durch Systemoptimierung
Energiekosten in %
ph Ã% È
phÃ#$È
1 bar Druckabsenkung mit moderner
übergeordneter Steuerung bei der Erzeugung
Verringerung des Druckluftverbrauchs durch
Minimierung der Leckagen bei Druckabsenkung
phÃ
È
bessere Auslastung durch optimale
Abstimmung mit interner Steuerung
auf Industrie-PC (IPC)-Basis
phÃ
 Kaeser Kompressoren Bild 21 www.kaeser.com
È
Ausstattung der Kompressoren mit modernen
Kompressorblöcken,
effizienter Kraftübertragung
und EPACT-Motoren
weitere Einsparungsmöglichkeiten durch
Wärmerückgewinnung
moderne Druckluftaufbereitung +
Kondensataufbereitung
Einsparungspotential
Einsatz von Wärmerückgewinnung bei der Drucklufterzeugung
:lUPHGLDJUDPP
gesamte elektrische
Leistungsaufnahme
Kompressor
2%
9%
(je nach Wirkungsgrad)
Abwärme vom Antriebsmotor
(wird der Kühlluft zugeführt)
100 %
Wärmeabstrahlung
der Kompressoranlage
4%
Wärme (verbleibt
in der Druckluft)
13%
72%
rückgewinnbare Wärme
durch Kühlung der Druckluft
durch Fluidkühlung
rückgewinnbare Wärme
94%
nutzbare Wärmemenge
z. B. für Raumheizung
 Kaeser Kompressoren Bild 22 www.kaeser.com
Druckluftaufbereitung
 Kaeser Kompressoren Bild 23 www.kaeser.com
Moderne Anlagenplanung
ist die Voraussetzung
Analyse des Druckluftverbrauchs
F.A.D.
970916 - 970925
Porsche, Stuttg
Gesamtlast über alle aufgenommenen
Kompressoren
65
60
55
ADA
50
45
m3/min
40
35
30
25
Air
Demand
Analysis
20
15
10
5
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:0
0
00
:4
5
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:3
0
02
:1
5
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0
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0
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0
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:0
0
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0
11
:1
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0
12
:4
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:3
0
14
:1
5
15
:0
0
15
:4
5
16
:3
0
17
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:0
0
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:4
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19
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:1
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:0
0
21
:4
5
22
:3
0
23
:1
5
0
970916
970917
970918
970919
 Kaeser Kompressoren Bild 24 www.kaeser.com
970920
970921
970922
970923
970924
970925
0
Verbrauchsanalyse: Messung des Druckluftverbrauchs
Analyse des Druckluftverbrauchs
F.A.D.
970916 - 970925
Porsche, Stuttg
Gesamtlast über alle aufgenommenen
Kompressoren
9h‡hÃy‚ttr…
qvtv‡hy
65
60
55
50
45
40
m3/min
PC
35
30
25
20
15
10
5
970916
970917
06
:4
5
0 7:
30
0 8:
15
09
:0
0
0 9:
45
1 0:
30
1 1:
15
12
:0
0
1 2:
45
1 3:
30
1 4:
15
15
:0
0
1 5:
45
1 6:
30
1 7:
15
18
:0
0
1 8:
45
1 9:
30
2 0:
15
21
:0
0
2 1:
45
2 2:
30
2 3:
15
0 0:
00
00
:4
5
0 1:
30
0 2:
15
0 3:
00
03
:4
5
0 4:
30
0 5:
15
0 6:
00
0
970918
970919
970920
970921
970922
970923
970924
970925
Pƒ‡‚ryrp‡…‚vpÃp‚ˆƒyr…
 Kaeser Kompressoren Bild 25 www.kaeser.com
Druckluftverbrauchsschwankungen über 24 Stunden
F.A.D.
970916 - 970925
Porsche, Stuttg
Gesamtlast über alle aufgenommenen
Kompressoren
65
60
55
50
45
35
30
25
20
15
10
5
0
00
:0
0
00
:4
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0
09
:4
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10
:3
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0
12
:4
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13
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14
:1
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:0
0
15
:4
5
16
:3
0
17
:1
5
18
:0
0
18
:4
5
19
:3
0
20
:1
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21
:0
0
21
:4
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22
:3
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23
:1
5
m3/min
40
970916
970917
970918
 Kaeser Kompressoren Bild 26 www.kaeser.com
970919
970920
970921
970922
970923
970924
970925
0
0
KESS bietet die optimalen Lösungswege
DIQVU)
hyyrÉr…stih…rÃ‡rpuv†pur
9h‡rÃrvr†
DIQVU)
Ã9h‡rÃhˆ†Ãrvr…ÃWr…i…hˆpu†hhy’†r
G|†ˆt†x‚“rƒ‡r†
PVUQVU)
Xv…‡†puhs‡yvpuxrv‡†‰r…tyrvpuȁ‡r…†puvrqyvpur…ÃG|†ˆt†x‚“rƒ‡r
 Kaeser Kompressoren Bild 27 www.kaeser.com
OUTPUT: elektrische Aufnahmeleistung der
Druckluftversorgungsanlage
²Ãr‘v†‡vr…rqr
9…ˆpxyˆs‡†‡h‡v‚
²ÃIrˆx‚“rƒ‡ÃÃ
²ÃIrˆx‚“rƒ‡ÃÃ!
 Kaeser Kompressoren Bild 28 www.kaeser.com
OUTPUT: Verlauf der spezifischen Leistung in kW pro erzeugtem
m³/min Luft in Abhängigkeit von der Auslastung der Druckluftanlage
ir†‡rurqrÃ6yhtr
Wr…tyrvpu†x‚“rƒ‡Ã
Wr…tyrvpu†x‚“rƒ‡Ã!
 Kaeser Kompressoren Bild 29 www.kaeser.com
OUTPUT: Gesamtkosten und Einsparungspotential nach
Neuplanung
Liefermenge
m³/min
25,92
Le istungsaufnahme
Vollast kW
Le istungsaufnahme
Le erlauf kW
Beze ichnung
170,70
39,68 ES 280
12,78
90,02
23,23 GA 90
5,05
37,05
9,30 GA 37
Regelloc h
5521650
24 h
250
0,22
155.355,03
13,3
81,00303951
16,26373626 DS D 141
4,86
32,60869562
9,888888889 BS 51
4,86
32,60869562
9,888888889 BS 51
4,86
32,60869562
9,888888889 BS 51
Liefe rmenge m³/a
Laufzeit pro Tag
Anzahl de r Betriebstage /a:
Energie koste n DM /kWh
G esamtkoste n
7,826277836 Spez. El. Le istung kWmin/m3
136.456,57
G esamtkoste n
18.898,46
Einsparung gegenüber der best. Anla
6,813031438 Spez. El. Le istung kWmin/m3
 Kaeser Kompressoren Bild 30 www.kaeser.com
Optimierte Planung und Installation
 Kaeser Kompressoren Bild 31 www.kaeser.com
SIGMA CONTROL - der PC im Kompressor
SIGMA CONTROL
• Kompaktsteuerung zum Einbau in die
Bedienungstafel unserer Kompressoren
• 5 gespeicherte unterschiedliche
Kompressorsteuerungssysteme für KAESERKompressoren
Schraubenkompressoren
• 21 gespeicherte Sprachen, austauschbar,
einschließlich länderspezifischer Maßeinheiten
• Datenerfassung
Schnittstellen für Datenübertragung zur Verbundsteuerung und Teleservice
 Kaeser Kompressoren Bild 32 www.kaeser.com
SIGMA AIR MANAGER - der PC in der Kompressorstation
SIGMA AIR MANAGER
• Optimierung der Station
• Anpassung an Produktionsbedarf
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
• Datenerfassung
Sigma-Control-gesteuerte Anlagen
• Überwachung
• Datenweiterleitung
 Kaeser Kompressoren Bild 33 www.kaeser.com
SIGMA CONTROL CENTER - das System Leitwarte
SIGMA CONTROL CENTER
•
Datenmanagementkontrolle
• lokales Kontrollzentrum für Druckluftanlagen,
bestehend aus PC und Software für Anschluss
„Sigma Air Manager Controller“
•
SIGMA AIR MANAGER
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
 Kaeser Kompressoren Bild 34 www.kaeser.com
Anschluss über Ethernet,
netzwerkfähig!
SIGMA AIR CONTROL - das Visualisierungssystem
und Kontrollzentrum über Internet
Internet
SIGMA AIR CONTROL
Netzwerkinstallation
SIGMA AIR CONTROL
SIGMA AIR MANAGER
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
 Kaeser Kompressoren Bild 35 www.kaeser.com
SIGMA AIR MANAGER - Internet Technologie
• weltweite Datenerfassung
Controlling
Optimierung
SIGMA AIR MANAGER
SAM - air main pressure
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
SIGMA CONTROL
 Kaeser Kompressoren Bild 36 www.kaeser.com
2
3
7
,
0
,
(
5
8
1
*
Kostenreduktion durch
www.kaeser.com
 Kaeser Kompressoren Bild 37 www.kaeser.com
&
2
1
7
5
2
/
/
,
1
*
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