Ecoclean DFC: Dynamische Volumenstromregelung für Prozessanlagen

30.06.2021
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.
Ecoclean DFC: Dynamische Volumenstromregelung für Prozessanlagen

Die sehr feine Justierung der Pumpendrehzahl mit der Ecoclean DFC Regelung ermöglicht, dass die geförderte Fluidmenge jederzeit automatisch und schnell an den aktuellen Bedarf angepasst wird. Die dadurch erzielbaren Energie-einsparungen betragen bis zu 45 Prozent. (Bildquelle: Ecoclean GmbH)

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 Energieeinspar-ungen von bis zu 45 Prozent und eine entsprechende Verringerung der CO2-Emissionen.

Energieverbrauch und CO2-Emissionen drastisch reduzieren1Ecoclean DFC: Dynamische Volumenstromregelung für ProzessanlagenReinigungs-und Filtrationsanlagen, Kühlwasserkreis-läufe und Kühltürme, Heizungs-und Lüftungsanlagen sowie weitere prozesstechnische Anlagen müssen ebenso wie Systeme für die Wasserversorgung Flüssig-keiten beziehungsweise gasförmige Medien inbedarfs-gerechter Menge zur Verfügung stellen. Da es sich dabei um sehr langlebige Investitionsgüter handelt, werden sie üblicherweise mit entsprechenden Reser-ven für zukünftige Änderungen der Systemanforder-ungen ausgelegt. Dies betrifft unter anderem die Fördermenge und den Förderdruck. Diese Überdimen-sionierung verursacht jedoch unnötig hohe Betriebs-kosten und Energieverschwendung, da diese Anlagen häufig nur mit einer groben Regelung betrieben werden.Dies verdeutlicht das Beispiel für eine zentrale Kühlschmiermittelversorgung. Bei Über-oder Unter-schreiten 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 25Prozent-Schritten. Das dann zu viel geförderte Kühl-medium läuft ungenutzt über eine Bypass-Leitung zurück in die Filteranlage und die dafür aufgewendete Energie ist komplett verschwendet.

Präzise, bedarfsgerechte Regelung mittels Ecoclean DFC
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 Volumen-stromregelung 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 Hauptabgangder 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 denaktuellen 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 Energieein-sparungen durch diese hocheffiziente Pumpenreg-elung liegen bei bis zu 45 Prozent. Die Ausstattung bestehender Versorgungssysteme mit der dyna-mischen Volumenstromregelung von Ecoclean wird daher in der Regel mit 30 Prozent der Investitions-kosten durch Förderprogramme des Bundes beziehungsweise der Länder und Gemeinden unterstützt.

Schnelle Amortisation durch hohe Energieeinsparung
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 Strom-verbrauch bei rund 256 MWh, die CO2-Emissionen bei zirka 135 Tonnen. Eine vorab von Ecoclean durchge-führte Potentialanalyse ergab für die bedarfsab-hängige 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 Volumenstrom-regelung nur rund zwei Jahre.Dieses Beispiel verdeut-licht, dass durch eine bedarfsgerechte Regelung der Fluidmenge bei vergleichsweise überschaubaren Investitionen eine spürbare Reduzierung der Betriebs-kosten erzielt werden kann. Und das verbunden mit einem entsprechenden Beitrag zur Ressourcen-schonung und Verringerung von CO2-Emissionen.

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