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Erfolgreiches Praxisbeispiel für Premium-Druckluft-Rohrsysteme

Gute Praxis-Beispiele

Intelligente Druckluftnetze – Schlüssel zur Energiekostenhalbierung

METAPIPE: Druckluftkostenhalbierung durch intelligente Konfiguration energieeffizienter Druckluftnetze

Der Einsatz moderner Einzelkomponenten bei der Erzeugung, Aufbereitung, Verteilung und Nutzung allein würde zum Effizienz-Placebo ohne gleichzeitige intelligente Vernetzung.

Das meistens unterschätzte Einsparpotenzial bezüglich Energie und Ressourcenschutz ist sehr hoch. Bei einer Wirkleistung von nur 100 kW (Verdichternennleistung ≥ 2000 kW beträgt es pro Jahr ca. 1 Mio. Euro und 8.500 t CO2.

 

Die Herausforderung im Sinne der Nachhaltigkeit:

Die Herausforderung war, die Druckluftkosten durch systemische Effizienzsteigerung zu senken, und zwar obligatorisch beginnend beim Point of Efficiency (Verbraucher) zum Point of Show (Verdichter). METAPIPE steht für Beratung und Planung von optimalen, mitwachsenden, wartungsfreien 3-stufigen Druckluftverteilungen auf der Basis von computergestützten Dimensionierungen.

 

Die Ausgangssituation:

Im Rahmen eines länderspezifischen Abgleichs der Energiekosten auf der Basis jeweiliger Kostenarten- und Kostenstellenrechnungen und des CO2-Ausstoßes eines internationalen Konzerns fiel der Blick auf die Drucklufttechnik, die damals, wie es üblich war, mehr auf den Effekt und weniger auf wirtschaftliche Kriterien ausgerichtet war. Gleichzeitig wurden in Verbindung mit einer organisatorischen Maßnahme, bezogen auf das Energiemanagement, folgende Zielkriterien vorgegeben:





• Verdichtung - Einsparpotenzial: ca. 35 %
• Druckverlust - Einsparpotenzial: ca. 25 %
• artificial demand¹ - Mehrverbrauch: ca. 30 %
• Leckagen - Einsparpotential: ca. 30 %
• Wärmerückgewinnung - Einsparpotenzial: ca. 80 %
• Rohrleitungsnetz - korrosions- und wartungsfrei, maximaler Druckabfall 0,1 bar, spaltlose Rohrverbindungen

 


¹ Mehrverbrauch bei Druckluftverteilungen durch zu hohen Fließdruck, z. B. 8 – 9 bar statt 6 bar: Die Werkzeuge haben einen höheren Luftverbrauch ohne Mehrleistung, eine kürzere Lebensdauer und größeren Wartungsaufwand.

 

Die Lösung:

Die einzelnen Schritte einer Sanierung wurden geplant unter Kosten-/Nutzengesichtspunkten und hinsichtlich des Zeitpunkts der Ausführung ohne betriebliche Beeinträchtigungen, beginnend mit einem schrittweisen Netzaustausch durch eine 3-stufige Druckluftverteilung mit wachsendem Netzdesign und völlig wartungsfrei. Bedingung waren spaltlose Rohrverbindungen und Systemlabelling, d. h. alle Teile (Rohre, Formteile, Armaturen) aus einem Material.

Weitere Anforderungskriterien waren die Dimensionierung für eine Verdichtung auf 6 bar, ein maximaler Druckabfall von 0,1 bar, eine Fließgeschwindigkeit von maximal 6 m/s sowie Leckagefreiheit.

 

Ausgangspunkt und Ergebnis:

Entwicklung Druckluft-Effizienz
  Ausgangslage Schritt 1 Schritt 2 Schritt 3
Drucklufterzeugung 6 Kolben-
kompressoren
2 Schrauben-
kompressoren
5 Kolben-
kompressoren
8 Schrauben-
kompressoren
6 Schrauben-
kompressoren
Volumenstrom 160 m³/min 140 m³/min 110 m³/min 100 m³/min
Installierte Leistung 1250 kW 1200 kW 960 kW 720 kW
Stationsdruck 8 - 9 bar 7 - 8 bar 6,8 bar 6,5 bar
Netzdruck 6 bar 6 bar 6 bar 6 bar
Druckverlust ca. 2,5 bar 1,5 bar 0,7 - 0,8 bar 0,4 bar
Leckagen 40 % 35 % 15 - 20 % 12 %
Druckluftqualität 6 5 4 4
Wärmerückgewinnung keine 10 % ca. 35 % ca. 80 %
Rohrleitungsnetz Stahl 100 % Stahl 100 % Kunststoff 80 %
Stahl 20 %
Kunststoff 95 %

 

Die Erfinder:

Konzept und Durchführung lagen in den Händen des Technischen Dienstes des Betreibers, unterstützt durch die Geschäftsführung und Beratung ausgewiesener, engagierter Spezialis-ten systemischer Drucklufttechnik.

 

Kurzprofil des Unternehmens

Name: Metapipe GmbH
Hauptsitz: Lünen
Gründungsjahr: 1984

Lösungen: Moderne, dreistufige TOP-RUNNER-Premium-Rohrsysteme für Druck-luft/Vakuum, computergestützt dimensioniert, maximaler Druckabfall 0,1 bar, 100-prozentige Dichtheit durch spaltlose Rohrverbindungen, korrosions- und oxydationsfest verbinden her-vorragende Insellösungen (Komponenten) zur systemischen Effizienz mit niedrigstem Stromverbrauch.

 

Fakten

Von Siegern lernen:

  • 15 Mio. Euro Energieeinsparung in 10 Jahren
  • 2.110 t CO2 p.a.

 

METASOFT Rohrdimensionierung

METASOFT Muster





Projekt
Leitungssektion HL VL AL
Betriebsdaten
Betriebsdruck effektiv (bar) 6.00 6.00 6.00
Volumenstrom (m³/h) 720 360 90
Nennlänge (m) * 100 150 10
Rohrrauhigkeit (mm) 0.015 0.015 0.015
Temperatur (°C) 20.00 20.00 20.00
Druckverlust (bar) 0.030 0,030 0.040
Ergebnisse
Dichte (kg/m³) 8.32 8.32 8.32
Kinemat. Viskosität (m²/s) 0.000002 0.000002 0.000002
Luftgeschwindigkeit (m/s) 6.04 4.29 10.56
Reynoldszahl 2.1759E+05 1.2967E+05 1.0177E+04
Grenzschichtdicke (mm) 0.105 0.138 0.054
Rohrreibungswert Lambda 0.0154 0.0171 0.0179
Strömungsart turbulent turbulent turbulent
Hydraulisches Verhalten glatt glatt glatt
Betriebsdruck (Ende) (bar) 5.970 5.970 5.960
Innendurchmesser (mm) 78.1 65.5 20.9

* Gemessene Rohrlängen zzgl. Ersatzlängen für Einbauten, Formstücke, Absperrorgane

 

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