Aufrufe
vor 7 Monaten

01-02 | 2019

Special

Special Ressourceneffizienz Energieeffizienz in Kläranlagen Edelstahl-Beleber sind besonders langlebig. Stromfresser Belebung: Ein Strömungserzeuger erhöht durch verstellbare Propellerblätter den Wirkungsgrad und senkt den Verbrauch. Die Verwendung von Edelstahl optimiert die Lebensdauer. Mit einem Anteil von durchschnittlich 20 Prozent haben Kläranlagen laut Angaben des Umweltbundesamts („Energieeffizienz kommunaler Kläranlagen“) den höchsten Strombedarf im kommunalen Bereich. Zu den drei größten Verbrauchergruppen zählen dabei die Belüftung sowie die kontinuierlich laufenden Pumpen und Rührwerke. Aus Umweltgründen fordern Kommunen und Betreiber deswegen immer energieeffizientere Anlagen von Pumpenherstellern. Dem folgend hat die Landia GmbH den POPL-I entwickelt, einen zur Anwendung in Belebungsbecken und Oxidationsgräben geeigneten Tauchmotorströmungserzeuger: Durch in Winkel und Stellung anpassbare Propellerblätter kann mit dem Rührwerk in Abhängigkeit der Beckengeometrie der Energiebedarf auf 1 W/m3 reduziert werden. Gleichzeitig sind niedrige Propellerdrehzahlen zwischen 19 und 47 min-1 möglich. Dies sowie die eingebauten IE2– beziehungsweise IE3-Motoren tragen ebenfalls zu einer gesteigerten Energieeffizienz bei. Mit 100.000 Betriebsstunden weist der robuste Strömungserzeuger dabei eine besonders lange Lebensdauer auf. Grund dafür ist vor allem die Materialwahl: Der Propeller aus Edelstahl ist extrem beständig – weshalb Landia darauf 15 Jahre Garantie gewährt. „Strömungserzeuger in Klärwerken müssen immer einen Balanceakt bewältigen: So sollte eine gleichmäßige Strömung erreicht werden, um ein Absetzen des Belebtschlamms zu vermeiden“, erklärt Cord Cassens, General Manager bei der Landia GmbH. „Gleichzeitig muss die Propellerdrehzahl möglichst niedrig gehalten werden, um sowohl den Stromverbrauch zu reduzieren als auch die Lebensdauer zu erhöhen.“ Bei einer Verbindung aus optimalem Schub und maximalem Wirkungsgrad bei niedriger Drehzahl spielt der Propeller eine entscheidende Rolle. Nun hat die Landia GmbH mit dem POPL-I einen Tauchmotorströmungserzeuger entwickelt, bei dem sich die einzelnen Propellerblätter verstellen lassen. Dadurch kann exakt auf die Gegebenheiten im Becken reagiert werden – bei einer gleichzeitigen Minderung des Strombedarfs. Geringe Propellerdrehzahl für mehr Effizienz Als langsam laufender Strömungserzeuger dient der POPL-I dem Umwälzen großer Wassermengen, beispielsweise in Belebungsbecken, Oxidationsgräben sowie weiteren anoxischen oder anaeroben Becken – die Stellen, an denen Klärwerksbetreiber in der Regel einen hohen Stromverbrauch verzeichnen. „Deswegen wurde der POPL-I speziell auf Energieeffizienz hin optimiert“, erläutert Cassens. „Für ein möglichst gutes Ergebnis haben wir an allen drei Hauptbestandteilen des Strömungserzeugers angesetzt: Drehstromasynchronmotor, Getriebe und Propeller.“ Beim Motor beispielsweise werden nun auch Ausführungen mit energiesparenden IE2– beziehungsweise IE3-Motoren angeboten. Je nach Beckenform und -größe kann dabei zwischen zahlreichen verschiedenen Motorgrößen mit Leistungswerten von 1,1 – 7,5 kW gewählt werden, um eine Überdimensionierung und somit unnötigen Stromverbrauch zu vermeiden. Beim Getriebe des POPL-I setzte Landia auf effizient niedrige Drehzahlen: Diese betragen je nach Übersetzung des Getriebes zwischen 19 und 47 min-1 – ein langsam drehender Propeller ist bei gleichem Stoß effizienter als ein kleiner, schnell drehender. 22 UmweltMagazin Januar - Februar 2019

KOMPRESSOREN SIGMA AIR MANAGER 4.0 8 Automatikbetrieb 31.50 m³/min Station Status - Station Blower 1-FC Kompressoren Blower 1 - DBC OFC Blower 2 - DBC OFC Blower 2-FC Blower 3 - DBC STC Blower 4 - DBC STC Blower 3 Blower 4 Status Leistung 43.60 kW Meldungen Volumenstrom 31.50 m³/min Soll-Volumenstrom 31.00 m³/min Monitoring Netzdruck 0.56 bar Energie & Kosten Sollwert 31.00 m³/min Regelung Zeitsteuerung Inbetriebnahme Konfiguration Drucksensor 0.56 bar Kontakt i Ressourceneffiziente Brillenglasfertigung aus halbfertigem Rohling. bäudetechnik. Werden alle Geräte und GmbH aus Wettenberg am Beispiel von Objekte erfasst und vernetzt, so können Brillengläsern. Bislang erfolgt die Herstellung von Gleitsichtgläsern in sechs kleine und mittlere Unternehmen beispielsweise Heizungen automatisch (KMU) des verarbeitenden Gewerbes“ ausgeschalten werden, wenn ein Fenster geöffnet wird, oder elektronische und es kommen Schwermetalle und Einzelschritten. Das kostet viel Energie, des VDI Zentrums Ressourceneffizienz (VDI ZRE) hat insgesamt elf Maßnahmen identifiziert, die Einsparungen be- und anschließend automatisch vom das Verfahren deutlich vereinfacht und Geräte vollständig heruntergefahren Klebstoffe zum Einsatz. Optotech hat trieblicher Ressourcen bewirken können. Nach Selbsteinschätzung der in gieverlust im Stand-by-Modus zu verschinen, sondern auch die passende Strom getrennt werden, um einen Ener- dabei nicht nur die erforderlichen Ma- der Studie befragten Unternehmen hindern. Besonders praktisch ist der Software entwickelt. Hiermit ist es möglich, das Brillenglas in nur zwei Schrit- können durch Maßnahmen der digitalen Transformation 25 % des Material- ren. „Die von uns verwendeten Sensoten herzustellen. Es wird direkt aus Einsatz von batterielosen Funksenso- und Energiebedarfs eingespart werden. ren arbeiten nach dem Prinzip des Energy Harvesting“, erklärt Jörg Hofmann schließend poliert. Während der Bear- halbfertigen Rohlingen gefräst und an- Eine gute Ausstattung und Vernetzung von Sensoren und Aktoren bilden die von der BSC Computer GmbH aus Allendorf. „Wenn ein Sensor beispielsweihalten, ohne mit Kunststoffkleber bebeitung wird das Glas mit Vakuum ge- Grundvoraussetzung zum Aufspüren und Erschließen von Einsparpotenzialen. Weiterhin ist eine möglichst durch- oder geschlossen wurde, genügt die Befahren der Fall ist. Im Vergleich zur herse melden soll, dass ein Fenster geöffnet festigt zu werden, wie es in anderen Vergängige Integration aller Geräte- und wegung des Fenstergriffs, um den Sensor mit kinetischer Energie zu versor- 60 % Energie eingespart. Optotech wurkömmlichen Fertigung werden etwa Prozessdaten entscheidend, um Verluste zu vermeiden beziehungsweise Prozesse zu optimieren. Konzepte zur virtujekte werden visualisiert und gespei- als „Hessen Cham pion 2017“ in der Kagen.“ Die Zustände aller erfassten Obde für sein neu entwickeltes Verfahren ellen Produktentwicklung können zudem Ressourcen bei der Erstellung neu- Software durch den Nutzer direkt oder chert. Die Objekte können über eine tegorie „Innovatoren“ ausgezeichnet. er Produkte einsparen. Besonders relevant ist dies bei Prototypen oder Einzelden. Den Schritt hin zur virtuellen Pro- automatisch per Timer gesteuert werfertigungenduktentwicklung ist die Wetropa Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG mit Wie die Digitalisierung dazu beitragen Hauptsitz in Mörfelden gegangen. Die Nicht nur in der Produktion spielen kann, neue umweltfreundliche Produktionsverfahren zu entwickeln, zeigt das spezialisiert. Sie bietet industriellen Firma ist auf Schaumstoffverarbeitung Sensorik und Datenintegration eine große Rolle, sondern auch in der Ge- Beispiel der Optotech Optikmaschinen Kunden Verpackungen und Einlagen Ressourceneffizienz Special Doch den größten Anteil an der Steigerung der Effizienz hatte der Propeller. „Bei Strömungserzeugern gilt der einfache Grundsatz: Je größer der Propeller, desto größer der Schub bei einer geringen Drehzahl, da die Abtriebsfläche zunimmt“, führt Cassens aus. Deswegen kann beim POPL-I zwischen zwei Propellerdurchmessern – 1.700 mm oder 2.300 mm – gewählt werden. Dadurch sind trotz niedriger Drehzahlen Geschwindigkeiten in der Propellerspitze von 1,9 – 4,2 m/s möglich – so kann bei angepasstem Schub und optimaler Umwälzleistung höchste Energieeffizienz garantiert werden. Darüber hinaus lassen sich die Propellerblätter flexibel an die Arbeitsbedingungen des Erzeugers anpassen. Dies gelingt durch die Verstellung der einzelnen Propellerblätter in der Winkelanstellung. So kann mit dem Rührwerk in Abhängigkeit der Beckengeometrie der Energiebedarf auf 1 W/m3 reduziert werden. Säurebeständige Propellerflügel aus Edelstahl erhöhen Lebensdauer Damit der POPL-I auch in aggressiven Abwässern eine hohe Lebensdauer erreicht, ist die Propellerwelle in Kombination mit einer Fettkammer dreifach gegen das Medium abgedichtet: mit zwei Nitril-Dichtungen und einer Gleitringdichtung. Außerdem verfügt der Sogenannte Beleber haben dank verstellbarer Blätter einen besonders hohen Wirkungsgrad. Bilder: Landia POPL-I über ein druckwasserdichtes Gehäuse der Schutzart IP 68. Bei Bedarf ist darüber hinaus eine Version mit Ex- Schutz lieferbar. Der Motor der Thermoschutzklasse F hält darüber hinaus Temperaturen bis zu 155 °C stand. Vor allem die Propellerflügel zeichnen sich durch ihre Beständigkeit aus: Da sie aus Edelstahl sind, werden sie weder durch das Medium angegriffen, noch zeigen sie Ermüdungserscheinungen. „Aus diesem Grund geben wir auf dieses Bauteil eine besondere Garantie: 15 Jahre“, begründet Cassens. Insgesamt sind so bei regelmäßiger Wartung Einsätze mit über 100.000 Betriebsstunden möglich. Die Instandhaltungsmaßnahmen können in der Regel vom technischen Personal selbst durchgeführt werden, da kein spezielles Fachwissen notwendig ist. Sollten nach Ablauf der Lebensdauer Motor und Getriebe ausgetauscht werden müssen, kann der alte Propeller einfach über einen Adapter an die neuen Elemente angeschlossen werden. „Dadurch können auch zukünftige Investitionskosten niedrig gehalten werden“, schließt Cassens. Cord Cassens, General Manager Landia GmbH, mail: info@landia.de Sonderdrucke: Werbewirksames Marketing- und PR-Instrument Umwelt Magazin Das Entscheider-Magazin für Technik und Management Intelligente und effiziente Lösungen für Wasser 4.0 – Schraubengebläse von KAESER mit SIGMA PROFIL ® MusterKOMPRESSOREN Industrie 4.0 in der Abwasseraufbereitung Sonderdruck www.umweltmagazin.de Sonderdruck aus dem UmweltMagazin Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 Die Digitalisierung durchdringt unsere Wirtschaft in wachsendem Ausmaß. Für Unternehmen stellt dies eine Herausforderung dar, bietet aber gleichzeitig auch erhebliche Chancen. Denn Unternehmen, die ihre Prozesse intelligent steuern und vernetzen, können Ressourcen und Kosten einsparen. Zudem ermöglicht die Digitalisierung vollkommen neue ressourceneffiziente Produktionsverfahren und Geschäftsmodelle. Es lohnt sich deshalb, die Themen Ressourceneffizienz und Digitalisierung von Beginn an zusammenzudenken. ie Studie „Ressourceneffizienz Ddurch Industrie 4.0 – Potenziale für Sensorik und Datenintegration Innovatives Produktionsverfahren Virtuelle Produktentwicklung UNSER ANGEBOT Bild: OptoTech ! In einer unserer Fachzeitschriften ist ein Beitrag von Ihrem Unternehmen erschienen? Nutzen Sie das für eine PR-Aktion der besonderen Art – lassen Sie einen werbewirksamen Sonderdruck davon erstellen: • Sonderdrucke werden individuell nach Wunsch gestaltet • Logo und Kontaktdaten können eingefügt werden • Fremdanzeigen und Fremdtexte werden entfernt • Sonderdrucke sind kostengünstig und lassen sich vielseitig einsetzen (z. B. auf Ihrem Messestand, für Kunden und Mitarbeiter etc.) Ihr Kontakt für Informationen oder ein Angebot: Kornelia Grund, Telefon: +49 211 6103-369 kgrund@vdi-fachmedien.de, www.vdi-fachmedien.de TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE.

Ausgabenübersicht