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Antriebe, Druckluft, Pumpen & Produktionsanlagen

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Motor für Energieeffizienz

Text: Olaf Stenzel, Markus Schlink, Siemens Fotos: Zoran Kolundzija/iStockphoto, Siemens
Energiesparen ist im Trend und hat inzwischen die meisten Branchen erfasst. Die Industrie hat die Wettbewerbsvorteile einer energieeffizienten Fertigung und einer nachhaltigen Produktion erkannt. Eine Investition in die Modernisierung der Wärmeversorgung kann helfen, Energie zu sparen, aber auch die Antriebstechnik trägt ihren Teil dazu bei.

Rund 360.000 Euro weniger pro Jahr, ein Return on Investment (ROI) von rund vier Jahren und eine CO 2-Reduktion von 1270 Tonnen jährlich - mit diesen Daten erweist sich die Investition in eine moderne Wärmeversorgung im Siemens-Produktionswerk Bad Neustadt an der Saale als klassisches Beispiel für den Stellenwert von Energiesparmaßnahmen. Diese deutlichen Einsparpotenziale setzen sich im Wesentlichen aus der Nutzung effizienterer Anlagentechnik, der Einbindung von Prozessabwärme, einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage sowie dem reduzierten Aufwand bei der Betreuung der Anlagen zusammen.

Kernstück der neunmonatigen Modernisierungsmaßnahme war das zentral gelegene Kesselhaus, das komplett entkernt und mit zwei modernen Gaskesseln mit jeweils 2800kW Leistung sowie einem Blockheizkraftwerk mit 238kW elektrischer und 363kW thermischer Leistung ausgestattet wurde. Letzteres liefert mit seinem hohen Wirkungsgrad die Grundlast für den Wärme- sowie für den Strombedarf des Standorts.

Niedrige Systemtemperaturen

In Bad Neustadt wurde nicht nur die Wärmeerzeugung erneuert, sondern auch das Temperaturniveau im internen Heizungsnetz reduziert. Von der früheren Heißwasserverteilung mit Temperaturen von 130 bis 150°C ist man nun auf ein Niedertemperaturniveau von 60 bis 90°C zurückgegangen.

Grundlage dafür waren die Erneuerung und technische Anpassung von Verteilerstationen, Versorgungsleitungen sowie einzelner Wärmeübertrager. In diesem Zusammenhang erhielt auch eine der Produktionshallen drei neue Lüftungsanlagen. Durch die eingesetzten frequenzgeregelten Motoren sowie Rotationswärmeübertrager arbeiten die neuen Lüftungsanlagen bis zu 70 Prozent energieeffizienter..

Energiesparende Läufer

Die Antriebstechnik trägt bei den neuen Lüftungsanlagen einen wesentlichen Teil zur energetischen Einsparung bei. So sind die Anlagen mit jeweils zwei energieeffizienten Drehstrom-Asynchronmotoren von Siemens mit einer Leistung von 11kW ausgestattet.

Das Besondere an dieser Motorenreihe mit Aluminiumgehäuse ist, dass sie mit Läufern ausgerüstet sind, die noch energiesparender arbeiten als die konventionellen Elektromotoren. Die Energiesparmotoren, die es von 0,75kW bis 22kW gibt, eignen sich vor allem für Lüfter im Dauerbetrieb. Bei Laufzeiten über 2000 Stunden pro Jahr, wie sie nicht selten sind, sparen solche Motoren viel Energie.

Aufgrund der Materialauswahl haben die IE2-Motoren die gleiche Baugröße wie IE1-Motoren. Der Unterschied zeigt sich indes beim Wirkungsgrad: Bei einem vierpoligen 50-Hz-Motor mit 11kW erreicht ein IE1-Motor etwa 86 Prozent, ein IE2-Motor etwa 88 Prozent und ein IE3-Motor sogar rund 91 Prozent.

Lüfterregelung nach Bedarf

Die Stromersparnis bei den neuen Lüftungsanlagen liegt unter anderem dank der bedarfsabhängigen Drehzahlregelung bei bis zu 70 Prozent. Hierzu werden die Energiesparmotoren über Frequenzumrichter angesteuert. Diese Geräte besitzen einen integrierten PID-Regler für die Drehzahl-, Druck- oder Temperaturregelung und sind somit prädestiniert für den Einsatz in der Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik.

15 Festfrequenzen und vier Ausblendfrequenzen lassen sich damit programmieren. Eine integrierte Bypass-Funktion bei Nennlastbetrieb spart an den Lüftungsanlagen auf der Produktionshalle zusätzlich Energie und reduziert die elektrischen Schaltverluste des Umrichters. Eine Low-Harmonic-Technologie verringert die Netz-Oberwellenströme. So erreichen die Geräte ohne zusätzliche Drosseln beim Strom ein THD (Total Harmonic Distortion of current) von kleiner oder gleich 29 Prozent.

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