Dyna­mi­sche Volu­men­strom­re­ge­lung für Prozessanlagen

För­der­sys­te­me, die flüs­si­ge und gas­för­mi­ge Medi­en in nicht gleich­mä­ßi­ger Abnah­me­men­ge zur Ver­fü­gung stel­len müs­sen, bei­spiels­wei­se Fil­ter­an­la­gen für Kühl­schmier­mit­tel, bie­ten häu­fig ein enor­mes Poten­ti­al zur Ener­gie­ein­spa­rung. Aus­schöp­fen lässt es sich durch eine bedarfs­ge­rech­te Rege­lung der Pum­pen für die För­de­rung der Flüs­sig­kei­ten. Ecoclean hat dafür die dyna­mi­sche Volu­men­strom­re­ge­lung ent­wi­ckelt: Ecoclean DFC. Die Rege­lung erfolgt auf Basis der Mess­grö­ßen Druck und Volu­men­strom und ermög­licht Ener­gie­ein­spa­run­gen von bis zu 45 Pro­zent und eine ent­spre­chen­de Ver­rin­ge­rung der CO₂-Emis­sio­nen.

Rei­ni­gungs- und Fil­tra­ti­ons­an­la­gen, Kühl­was­ser­kreis­läu­fe und Kühl­tür­me, Hei­zungs- und Lüf­tungs­an­la­gen sowie wei­te­re pro­zess­tech­ni­sche Anla­gen müs­sen eben­so wie Sys­te­me für die Was­ser­ver­sor­gung Flüs­sig­kei­ten bezie­hungs­wei­se gas­för­mi­ge Medi­en in bedarfs­ge­rech­ter Men­ge zur Ver­fü­gung stel­len. Da es sich dabei um sehr lang­le­bi­ge Inves­ti­ti­ons­gü­ter han­delt, wer­den sie übli­cher­wei­se mit ent­spre­chen­den Reser­ven für zukünf­ti­ge Ände­run­gen der Sys­tem­an­for­de­run­gen aus­ge­legt. Dies betrifft unter ande­rem die För­der­men­ge und den För­der­druck. Die­se Über­di­men­sio­nie­rung ver­ur­sacht jedoch unnö­tig hohe Betriebs­kos­ten und Ener­gie­ver­schwen­dung, da die­se Anla­gen häu­fig nur mit einer gro­ben Rege­lung betrie­ben werden.
Dies ver­deut­licht das Bei­spiel für eine zen­tra­le Kühl­schmier­mit­tel­ver­sor­gung. Bei Über- oder Unter­schrei­ten des ein­ge­stell­ten Druck­werts für die För­de­rung des Flu­ids wird eine Pum­pe zu- oder abge­schal­tet. Ist die Anla­ge bei­spiels­wei­se mit vier Pum­pen aus­ge­stat­tet, erfolgt die Rege­lung in 25 Pro­zent-Schrit­ten. Das dann zu viel geför­der­te Kühl­me­di­um läuft unge­nutzt über eine Bypass-Lei­tung zurück in die Fil­ter­an­la­ge und die dafür auf­ge­wen­de­te Ener­gie ist kom­plett verschwendet.
Durch die­se Grob­re­ge­lung ver­brau­chen die Sys­te­me signi­fi­kant mehr Ener­gie als erfor­der­lich, ver­bun­den mit ent­spre­chend hohen CO₂-Emis­sio­nen. Abhil­fe schafft hier die von Ecoclean ent­wi­ckel­te dyna­mi­sche Volu­men­strom­re­ge­lung Ecoclean DFC. Sie ermög­licht, die Pum­pen bezie­hungs­wei­se das Flu­id­sys­tem basie­rend auf den Mess­grö­ßen Druck und Volu­men­strom prä­zi­se, schnell und bedarfs­ge­recht zu regeln. Dafür wer­den ent­spre­chen­de Mess­sen­so­ren in den Haupt­ab­gang der Pro­zess­an­la­ge inte­griert und die Sys­tem­pum­pen mit Fre­quenz­um­rich­tern aus­ge­stat­tet. Die Pum­pen­dreh­zahl lässt sich mit­tels Ecoclean DFC Rege­lung so fein jus­tie­ren, dass die geför­der­te Men­ge des Kühl­schmier­mit­tels jeder­zeit auto­ma­tisch und schnell an den aktu­el­len Flu­id­be­darf ange­passt wird. Die Bypass-Lei­tun­gen wer­den dadurch kom­plett über­flüs­sig. Wesent­lich mehr ins Gewicht fällt jedoch, dass nur noch die tat­säch­lich benö­tig­te Ener­gie ver­braucht wird, was nicht nur zu einer spür­ba­ren Redu­zie­rung der Betriebs­kos­ten, son­dern auch der CO₂-Emis­sio­nen führt. Die erziel­ba­ren Ener­gie­ein­spa­run­gen durch die­se hoch­ef­fi­zi­en­te Pum­pen­re­ge­lung lie­gen bei bis zu 45 Pro­zent. Die Aus­stat­tung bestehen­der Ver­sor­gungs­sys­te­me mit der dyna­mi­schen Volu­men­strom­re­ge­lung von Ecoclean wird daher in der Regel mit 30 Pro­zent der Inves­ti­ti­ons­kos­ten durch För­der­pro­gram­me des Bun­des bezie­hungs­wei­se der Län­der und Gemein­den unterstützt.
Zu den bis­her rea­li­sier­ten Pro­jek­ten in die­sem Bereich zählt die zen­tra­le Kühl­schmier­mit­tel­ver­sor­gung der Bosch Rex­roth AG im Werk Horb. Vor der Inte­gra­ti­on der Ecoclean DFC Rege­lung lag der jähr­li­che Strom­ver­brauch bei rund 256 MWh, die CO₂-Emis­sio­nen bei zir­ka 135 Ton­nen. Eine vor­ab von Ecoclean durch­ge­führ­te Poten­ti­al­ana­ly­se ergab für die bedarfs­ab­hän­gi­ge Rege­lung der Sys­tem­pum­pen mit­tels DFC eine zu erwar­ten­de Ener­gie­ein­spa­rung von rund 35 Pro­zent. Die Ver­brauchs­er­fas­sung nach dem Ein­bau der DFC Rege­lung zeig­te, dass der Strom­ver­brauch tat­säch­lich sogar um 40 Pro­zent (103 MWh) sank. Die CO₂-Emis­sio­nen konn­ten somit um jähr­lich zir­ka 54 Ton­nen ver­rin­gert wer­den. Ohne Berück­sich­ti­gung even­tu­el­ler För­der­mit­tel betrug die Amor­ti­sa­ti­ons­zeit für die Inte­gra­ti­on der Dyna­mi­schen Volu­men­strom­re­ge­lung nur rund zwei Jahre.
Die­ses Bei­spiel ver­deut­licht, dass durch eine bedarfs­ge­rech­te Rege­lung der Flu­id­men­ge bei ver­gleichs­wei­se über­schau­ba­ren Inves­ti­tio­nen eine spür­ba­re Redu­zie­rung der Betriebs­kos­ten erzielt wer­den kann. Und das ver­bun­den mit einem ent­spre­chen­den Bei­trag zur Res­sour­cen­scho­nung und Ver­rin­ge­rung von CO₂-Emis­sio­nen.