Austausch von Pumpenmotoren
Auf einen Blick
Energieeffizienz
Bundesweit
Kurzfristig (bis 2 Monate)
Gering
Beschreibung
Eine Analyse von Topmotors mit mehr als 4.000 Motoren ergab, dass 56 % von ihnen bereits fast doppelt so lange laufen als ihre Lebenserwartung. Dies lässt darauf schließen, dass es kaum einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess für den Austausch alter, meist überdimensionierter und ineffizienter Motorsysteme gibt. Insgesamt sind weniger als 20 % aller Motoren mit einem drehzahlvariablen Antrieb (VSD, engl.: Variable Speed Drive) ausgestattet. Die Mehrheit der Motoren, die mit einem VSD ausgestattet sind, ist jünger als 15 Jahre. VFD (engl.: Variable frequency drive) würden sich wahrscheinlich für bis zu 50 % aller Antriebe eignen und ein enormes Effizienzpotenzial bieten. (GEAR@SME PUMP-04)
Empfehlung zur Optimierung
Der Effekt einer niedrigeren Frequenz ist bei kleinen Motoren extrem wichtig. Die Leistung von Asynchronmaschinen sinkt, sobald 50 % der Nenndrehzahl erreicht sind. Synchronmotoren (insbesondere PM-Motoren) sind in dieser Hinsicht viel effizienter. Obwohl dieser Effekt bei großen Motoren etwas weniger ausgeprägt ist, ist die variable Drehzahl bei niedrigen Arbeitsbereichen ein triftiger Grund, bestehende Motoren gegen Synchrontechnik auszutauschen. Heute können IE4- oder IE5-Motoren den Wirkungsgrad um 5 % oder mehr gegenüber älteren Motoren verbessern. In Situationen, in denen häufig mit niedrigen Drehzahlen gearbeitet wird, bietet ein Synchronmotor einen höheren Wirkungsgrad.
| Relevante technische Überlegungen | Der durchschnittliche Lastfaktor beträgt etwa 0,8 für Pumpen mit konstantem Durchfluss. Er sinkt auf etwa 0,6 für Pumpen mit variablem Durchfluss, aber ohne Frequenzumrichter, und auf etwa 0,4 für Pumpen mit variablem Durchfluss und Frequenzumrichter. Der positive Effekt eines geregelten Systems ist offensichtlich. | ||||||||||||||||
| Wirtschaftlichkeit | Die durchschnittlichen Kosten für den Austausch eines Pumpenmotors liegen zwischen 180 und 1.300 EUR. | ||||||||||||||||
| Energieeinsparungen |
| ||||||||||||||||
| Wirtschaftliche Einsparungen | Bis zu 25 % | ||||||||||||||||
| Durchschnittliche Amortisationszeit | 3 – 6 Jahre | ||||||||||||||||
| Emissionen | Diese Maßnahme ist mit keinen weiteren Emissionen verbunden. | ||||||||||||||||
| Vorteile für die Umwelt | Verringerung der CO2-Emissionen durch reduzierten Stromverbrauch. | ||||||||||||||||
| Nicht-Energievorteile (Mehrfachnutzen) | Vorteile für die Umwelt | ||||||||||||||||
| Replizierbarkeit | Mittel Im Zusammenhang mit der Optimierung von Pumpensystemen ist der Austausch von Motoren kaum die Maßnahme, die zu den besten Einsparungen führt. |
Praxisbeispiel
Ergänzung eines Frequenzumrichters und neuer Synchronmotoren, Pumpwerk, Pharmaunternehmen (Schweiz, 2019)
Quellenangabe
Partner
Gear@SME
Die Maßnahmenbeschreibung stammt vom Projekt GEAR@SME. Das Projekt lief von 2020 bis 2023 und wurde durch das Horizon-2020-Programm der Europäischen Union gefördert. Zu den 10 Projektpartnern gehört u.a. die Berliner Energieagentur.Website öffnen
Datum
Zuletzt geändert am 03. September 2024Verwandte Artikel
Strategien für Energieeffizienz bezeichnet die Nutzung von weniger Energie zur Erstellung einer Dienstleistung oder eines Produkts.
Über Modul 6 der EEW wird der Austausch vorhandener Produktionsanlagen, die mit fossilen Energieträgern betrieben werden, durch elektrisch betriebene Neuanlagen gefördert.
Wenn es um die Optimierung des Energieverbrauchs von technischen Anlagen und Prozessen geht, werden klassische Querschnittstechnologien häufig als wenig relevant angesehen. (IEEKN)
Im Vergleich zu anderen Antriebssystemen weisen Keilriemen jedoch den schlechtesten Wirkungsgrad auf. Zur Optimierung ist ein Ersatz durch andere Formen der Kraftübertragung zu prüfen. (IEEKN)
Der Betrieb bei mittlerem Durchfluss kann den Wirkungsgrad der Pumpe um 20 oder 30 % gegenüber dem optimalen Betriebspunkt verringern.
Eine optimierte Steuerung erhöht die Energieeffizienz der Anlage deutlich. Möglich ist eine Optimierung u.a. durch Drosselung und die Drehzahlregelung mittels Frequenzumrichter.