[:de]13 Wege die Kosten für die Druckluftbereitstellung dauerhaft zu senken[:en]13 ways to permanently reduce compressed air supply costs[:]

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Druckluft – teuerste Energiequelle in der Produktion

Die Erzeugung von Druckluft ist kostenintensiv und weist aufgrund hoher Umwandlungsverluste (Abwärmeerzeugung durch die Kompression) nur einen vergleichsweise geringen Wirkungsgrad auf. Dennoch hat sich der Einsatz von Druckluft in industriellen Anwendungen bis heute gehalten, bzw. ist nach wie vor ein wachsender Markt – auch wenn der Einsatz von Druckluft heute mehr denn je in der Konkurrenz zu elektrischen Systemen oder hydraulischen Systemen steht.

Die Hauptvorteile der Anwendung von druckluftbetriebenen Systemen sind:

• Arbeitsgeschwindigkeit (sehr hoch, aufgrund hoher Strömungsgeschwindigkeiten)
• Zuverlässigkeit (einfacher Aufbau, geringer Verschleiß)
• Wartungsaufwand (sehr geringer Verschleiß, kein Medienwechsel)
• Handhabung (pneumatische Geräte sind meist deutlich leichter als elektrische)
• Betriebssicherheit (auch bei sehr hohen Temperaturen)
• Unfallsicherheit (insbesondere ggü. Brand, Explosion, Elektrogefahren)
• Sauber und trocken (auch bei Leckagen)
• keine Rückführung (Entweichen der Luft in die Umgebung)
• gute Speichermöglichkeit der Druckluft
• stufenlose Regelbarkeit mit einfachen Mittel (Drosseln)

Dennoch sollte generell eine Kosten-Nutzen-Analyse beim Einsatz von Druckluft herangezogen werden, da die Bereitstellungskosten der Druckluft häufig sehr hoch sind und somit andere Systeme insgesamt eine höhere Wirtschaftlichkeit erreichen können. Dies gilt insbesondere beim “zweckentfremdeten Einsatz” von Druckluft in Anwendungen in denen nicht der “Druck” gefragt ist, sondern die “Strömungsgeschwindigkeit” der Luft.

Zu den häufigsten zweckentfremdeten und meist sehr kostspieligen Anwendungen von Druckluft zählen:

• Einsatz von Druckluft zu Reinigungszwecken (Abblasen von Späne, Schmiermittel, etc.)
• Einsatz von Druckluft als Kühlerersatz (Kühlung von Maschinenteilen, Produktionsprozessen, etc.)
• Einsatz von Druckluft zu Trocknungszwecken (z.B. Profile, Rohre nach den Kühltanks)
• Einsatz von Druckluft zur Bereitstellung lokaler Kühlfunktionen (z.B. Bei Bogenlauf von Profilen)

Wie lassen sich die Kosten zur Druckluftbereitstellung senken?

Bei der Optimierung von Druckluftsystemen gibt es unterschiedliche Ansatzpunkte. Studien haben gezeigt, dass in der Praxis mehr als 50% der erzeugten Druckluftenergie bereits im Druckluftnetz (durch Verluste) vernichtet werden. Aber auch andere Ansätze sind hilfreich und können die Kosten zur Bereistellung der Druckluft signifikant senken:

1. Einsatz energieeffizienter Systeme zur Drucklufterzeugung
2. Einsatz von Abwärmenutzungsmöglichkeiten für die Kompressoren
3. Filtrationsgrad (so gering wie möglich aber so viel wie nötig)
4. Drucklufttrocknung (so gering wie möglich aber so viel wie nötig)
5. Reduktion der Leitungsverluste durch ausreichende Dimensionierung
6. Einsatz und Dimensionierung von Druckluftspeichern (zentral / dezentral)
7. Eliminierung von druckverbrauchenden Drosseln (Kupplungen, Ventile, etc.)
8. Vermeidung / Behebung von Leckagen / Automatisierung der Leckageermittlung
9. Sicherstellen eines hohen Fließdruckes zur Vermeidung langsamer Werkzeuglaufzeiten (Fließdruck ist nicht gleich dem statischen Druck!)
10. Kurze Leitungslängen zum Verbraucher
11. Einsatz von Ringleitungen im System
12. Steuerungs- und Regelungsstrategie der Kompressoren
13. Vollständige Vermeidung von zweckentfremdeten Einsatz wie Reinigung, Kühlung, Trocknung

In unserem kostenlosen Downloadbereich finden Sie weitere hilfreiche Informationen und Checklisten zum Thema Druckluftoptimierung.

In einem weiteren Beitrag werden wir auf die Möglichkeit “Automatisierung der Leckageermittlung” eingehen.

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Compressed air – the most expensive source of energy in production

The generation of compressed air is cost-intensive and has a comparatively low efficiency due to high conversion losses (waste heat generated by compression). Nevertheless, the use of compressed air in industrial applications has remained, or is still a growing market – even if the use of compressed air today is more than ever in competition with electrical or hydraulic systems.

The main advantages of using compressed air driven systems are:

• Working speed (very high, due to high flow rates)
• Reliability (simple construction, low wear)
• Maintenance (very low wear, no media change)
• Handling (pneumatic devices are usually significantly lighter than electrical ones)
• Operational safety (even at very high temperatures)
• Accident safety (especially against fire, explosion, electrical hazards)
• Clean and dry (even with leaks)
• no return (air escapes into the environment)
• good storage of compressed air
• stepless controllability with simple means (chokes)

Nevertheless, a cost-benefit analysis should generally be used when using compressed air, as the supply costs of compressed air are often very high and other systems can therefore achieve a higher overall efficiency. This applies in particular to the “misuse” of compressed air in applications in which the “pressure” is not required, but the “flow velocity” of the air.

The most common and usually very costly applications of compressed air are for other purposes:

• Use of compressed air for cleaning purposes (blowing off chips, lubricants, etc.)
• Use of compressed air as cooler replacement (cooling of machine parts, production processes, etc.)
• Use of compressed air for drying purposes (e.g. profiles, pipes after the cooling tanks)
• Use of compressed air to provide local cooling functions (e.g. for curved profiles)

How can the costs for compressed air supply be reduced?

There are different starting points for the optimization of compressed air systems. Studies have shown that in practice more than 50% of the compressed air energy generated is already destroyed in the compressed air network (by losses). But other approaches are also helpful and can significantly reduce the costs of providing compressed air:

• Use of energy-efficient systems for compressed air generation
• Use of waste heat recovery options for the compressors
• Degree of filtration (as low as possible but as much as necessary)
• Compressed air drying (as low as possible but as much as necessary)
• Reduction of line losses through sufficient dimensioning
• Use and dimensioning of compressed air reservoirs (centralised / decentralised)
• Elimination of pressure-consuming throttles (couplings, valves, etc.)
• Prevention / elimination of leaks / automation of leak detection
• Ensuring a high flow pressure to avoid slow tool running times (flow pressure is not equal to static pressure!)
• Short cable lengths to the load
• Use of ring pipelines in the system
• Compressor control and regulation strategy
• Complete avoidance of misuse such as cleaning, cooling, drying

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