Druckluftsysteme – optimieren und Alternativen prüfen
Druckluft ist in vielen industriellen und handwerklichen Anwendungen eine unverzichtbare Antriebsquelle. Als sauberes, sicheres und vielseitiges Medium wird sie in diversen Technologien wie in Werkzeugen, Maschinen und bei verschiedenen Prozessen genutzt.
Die Erzeugung von Druckluft erfolgt durch die Verdichtung von Umgebungsluft in Kompressoren, wobei das Luftvolumen verringert und der Druck erhöht werden. Allerdings zählt die Druckluft wegen ihres geringen Wirkungsgrads zu den ineffizientesten Lösungen. Durch die Optimierung von Druckluftsystemen und Abwärmenutzung lässt sich deren Energiebilanz verbessern. Vor allem durch Druckluft-Leckage-Management, regelmäßige Wartungen und das Absenken des Drucks auf das notwendige Maß lassen sich die Systeme effizienter betreiben. Elektrische und elektropneumatische Druckluftalternativen senken den Strombedarf.
Vorteile der Optimierung von Druckluftsystemen
Kosteneinsparungen
Durch die Optimierung wird der Energieverbrauch reduziert, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.
Längere Betriebsdauer
Die Reduzierung von Ausfallzeiten durch optimierte Druckluftsysteme ermöglicht eine längere und zuverlässigere Betriebsdauer.
Geräteschonung
Die Verlängerung der Lebensdauer der Geräte durch optimierte Druckluft trägt zur Schonung der Geräte bei und minimiert potenzielle Reparaturkosten.
Produktivitätssteigerung
Durch die Verbesserung der Betriebsabläufe mittels optimierter Druckluftsysteme wird die gesamte Produktivität gesteigert.
Umweltschutz
Die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks durch optimierte Druckluftsysteme trägt aktiv zum Umweltschutz bei und unterstützt nachhaltige Unternehmenspraktiken.
Qualitätssicherung
Die Optimierung führt zu einer Verbesserung der Endproduktqualität, wodurch eine effektive Qualitätssicherung gewährleistet wird.
Die Effizienz von Druckluftsystemen wird oft überschätzt. Durch richtige Wartung, effektives Leckage-Management und angepasste Druckeinstellungen können Unternehmen ihre Energieeffizienz deutlich steigern.
Wirkungsgrad von Druckluftsystemen sehr gering
Viele Druckluftsysteme haben einen geringen Wirkungsgrad. Dieser liegt abhängig vom Wartungszustand nur bei etwa fünf bis 20 Prozent. Das bedeutet, dass nur ein kleiner Teil der eingesetzten elektrischen Energie tatsächlich in nutzbare Druckluft umgewandelt wird. Die restlichen 80 bis 95 Prozent der Energie gehen meist in Form von Wärme verloren, die durch den Verdichtungsprozess entsteht, sowie durch Leckagen, Druckabfall und ineffiziente Komponenten und Anlageneinstellungen.
Regelmäßige Wartung von Druckluftanlagen ist entscheidend für die Aufrechterhaltung ihrer Effizienz. Durch routinemäßige Überprüfungen und Instandhaltung können Leckagen frühzeitig erkannt und behoben werden. Leckagen sind oft verantwortlich für einen erheblichen Energieverlust, da der Kompressor unnötig arbeiten muss, um den Druck aufrechtzuerhalten. Eine gut gewartete Anlage kann ihre Energieeffizienz um bis zu 20 bis 30 Prozent steigern.
Viele Druckluftsysteme arbeiten zur Verteilung noch mit Stichleitungen aus Stahl. Effizienter und sicherer sind Ringleitungen aus Polyethylen. Dabei bilden die Ringleitungen ein geschlossenes System mit dem Kompressor, wodurch die Druckluft einen kürzeren Weg zurücklegen muss. Dies führt zu einem geringeren Druckabfall. Ein weiterer Vorteil der Ringleitung besteht darin, dass einzelne Segmente über Ventile abgesperrt werden können, ohne die Druckluftversorgung in anderen Teilen des Systems zu beeinträchtigen. Dies ermöglicht die Aufrechterhaltung der Luftversorgung für die Abnehmer/innen auch während Wartungs-, Reparatur- oder Erweiterungsarbeiten. Für Druckluftsysteme, die keinen extrem hohen Temperaturen über 50 Grad Celsius ausgesetzt sind, stellen heutzutage Leitungssysteme aus Polyethylen eine sicherere Alternative zu Stahlleitungen dar. Diese Materialien sind nicht nur korrosionsbeständiger, sondern bieten auch eine Lebensdauer von mindestens 25 Jahren. Dank ihrer Korrosionsresistenz und der langfristigen Dichtigkeit der Verbindungssysteme sind Kunststoffrohre heute die bevorzugte Wahl für effiziente Druckluftleitungen.
Die Optimierung der Druckeinstellungen ist ein weiterer wichtiger Faktor. Viele Anlagen arbeiten mit einem höheren Druck als für das jeweilige Einsatzgebiet notwendig, was den Energieverbrauch unnötig steigert. Eine Absenkung des Drucks um nur ein bar kann bereits eine Energieeinsparung von etwa sechs bis neun Prozent bewirken. Die Qualität der Druckluft spielt ebenfalls eine Rolle. Durch den Einsatz von Luftaufbereitungssystemen und Trocknern lässt sich die Qualität der Druckluft verbessern, was zu einer effizienteren Nutzung und geringeren Abnutzung der angeschlossenen Werkzeuge und Maschinen führt.
Alternativen zu klassischen Druckluftsystemen
Bei der Betrachtung der Energiebilanz von Druckluftsystemen sollten KMU auch Druckluftalternativen in Betracht ziehen. Elektropneumatische Druckluftsysteme bieten gegenüber klassischen, rein pneumatischen Systemen in der Regel signifikante Effizienzgewinne. Denn elektropneumatische Anlagen ermöglichen eine genauere Steuerung von Druck und Volumenstrom. Dies führt zu einer effizienteren Nutzung der Druckluft, ermöglicht Druckluftrecycling und vermeidet Verschwendung. Durch die bessere Regelbarkeit können elektropneumatische Systeme Energie sparen, da sie nur so viel Druckluft erzeugen, wie tatsächlich benötigt wird. Außerdem sind moderne elektropneumatische Systeme oft weniger anfällig für Leckagen, was zu einem geringeren Energieverlust führt. Zudem bieten elektronische Steuerungssysteme verbesserte Überwachungs- und Diagnose-Tools, was eine proaktive Wartung ermöglicht und die Systemeffizienz erhält. Die Effizienzgewinne können abhängig von der Gesamtlösung bei 30 bis 50 Prozent liegen.
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