Ändern Sie Ihre Antriebssysteme!

SEMEA, ein Unternehmen im Bereich der Wasseraufbereitung und -verteilung, hat einen Return on Investment nach 14 Monaten erreicht, indem eine Pumpanlage durch eine Lösung von LEROY-SOMER und FLOWSERVE ersetzt wurde. Die Pumpanlage war gekennzeichnet durch geringe Regulierungsmöglichkeiten, lief zunächst bei fester Drehzahl und bot nur wenig Potenzial zur Energieeinsparung. Somit ist sie ein gutes Beispiel dafür, dass sich in vielen Fällen durch die Änderung eines Antriebsmechanismus wirtschaftliche Vorteile erzielen lassen.

SEMEA beschäftigt 45 Mitarbeiter und verwaltet die Aufbereitung und die Verteilung des Wassers im gesamten Ballungsraum um Angouleme (16 Gemeinden – 110.000 Einwohner). Das Unternehmen wollte ein aus zwei Motoren und einer Pumpe bestehendes System ersetzen, das zur Versorgung des Wasserturms von Ruelle-sur-Touvre (4.000 m3) verwendet wurde. Zu diesem Zweck wandte sich die Firma an LEROY-SOMER und an den Pumpenhersteller FLOWSERVE, die vorschlugen, eine möglichst energieeffiziente Lösung zu finden.

Didier HEISSAT, Vertriebsleiter von FLOWSERVE in Nantes, erklärt: „Wir führten zunächst mit LEROY-SOMER eine Analyse durch. Wir wollten sicherstellen, dass wir das hydraulische Ergebnis in Übereinstimmung mit der Pumpenkennlinie optimieren. Jede hydraulische Installation arbeitet verschieden, abhängig von der jeweiligen Baueinheit aus der Pumpe, den Ventilen sowie den Druckverlusten in den Leitungen. Um in der Lage sein, die Energieeffizienz zu verbessern, benötigen Sie eine nicht zu flache Pumpenkennlinie. Bei SEMEA hatten wir ein großes Potenzial, auch wenn es am Anfang nicht danach aussah. Mit Blick auf diese Ergebnisse beschlossen wir, eine neue und effizientere Pumpe zu integrieren. Wir wählten ein 300LNN600-Modell, das Teil unseres Öko-Design-Ansatzes ist, und die Technologie eines geteilten Gehäuses verwendet. Das Modell hat eine Kapazität von 500 bis 1.100 m3/h. Wir definierten des Weiteren die beste Motordrehzahl gemäß der geforderten Pumpenleistung und der Größe des Rohrleitungsnetzes.“

„LEROY-SOMER ersetzte zwei Motoren durch einen einzigen Permanentmagnet-Synchronmotor PLSRPM 315 mit einer Leistung von 350 KW und 1.500 Umdrehungen pro Minute (UpM). Gemäß der von uns eingesetzten Analysen und Simulationen beschlossen wir zur optimalen Handhabung der variablen Durchflussraten das System mit einem Wechselrichter POWERDRIVE MDS 470T zu steuern, auch wenn – wie im Fall von SEMEA – der Durchfluss meist stabil ist. Parallel, zum Definieren des besten Wirkungsgrad der Pumpe, wurden von FLOWSERVE umfangreiche Tests durchgeführt“, erklärt Pierre-Emmanuel SARRE, Präsident der Drive Systems Division.

Auf der Basis der vorgestellten Ergebnisse wählte SEMEA diese Antriebslösung: „Wir hätten auch einfach Komponenten austauschen können, die das Ende ihres Lebenszyklus´ erreicht hatten. Aus ökologischen und ökonomischen Gründen zogen wir eine optimierte Lösung in Betracht, auch wenn es mehr Zeit erforderte, die beste Option zu verwirklichen. Der Stromverbrauch wird um 10% pro übertragenem Kubikmeter reduziert. Darüber hinaus stellt die Pumpe eine um 15% erhöhte Wassermenge bereit, was es uns ermöglicht, besser vom 8-stündigen „Nachttarif“ zu profitieren. Wir gewinnen 2 Stunden mit dem „Tagestarif“. Im Großen und Ganzen werden die Gesamtkosten im Zusammenhang mit der variablen Geschwindigkeitsregelung in 14 Monaten abgeschrieben sein. Ich betrachte es als Erfolg, und dies führt uns dazu, den gleichen Ansatz für andere Maschinen des Unternehmens ins Auge zu fassen“, stellt Michel LABET, Produktionsleiter bei SEMEA, fest.

Die Optimierung des Stromverbrauchs ist eine Priorität für LEROY-SOMER. Pierre-Emmanuel SARRE erklärt: „Die wirtschaftlichen und ökologischen Aspekte sind von Bedeutung: die Einhaltung von Standards,die Reduktion der CO2 Menge, und natürlich die Energieoptimierung. Im Lauf von zehn Jahren werden 95% der Gesamtkosten eines Antriebssystems durch seinen Energieverbrauch verursacht. Auf den Kaufpreis und die Wartungskosten entfallen nur 2 bzw. 3%. Jeder Fall ist besonders, und das Potenzial zur Kostensenkung ist nie das gleiche. Unsere Aufgabe ist es, unseren Kunden zu helfen, die Möglichkeit des Return on Investment zu bewerten. Wir haben in diesem Bereich großes Know-how und setzen auf einzigartige Software-Tools.“

„Unser Engagement bei dieser Vorgehensweise ist hoch, deswegen haben wir eine spezielle Kennzeichnung Experte für die Energieoptimierung von Antriebssystemen“ für unsere Service-Center-Partner geschaffen. Sie führen vor Ort eine Reihe von Messungen durch, unterbreiten Vorschläge, setzen diese um und gewährleisten ihre Nachhaltigkeit. Darüber hinaus beraten wir bezüglich verfügbarer Investitionsbeihilfen innerhalb des Energiesparprogramms“, fasst Pierre-Emmanuel SARRE zusammen.

Dieser Service basiert auf den technischen Lösungen von LEROY-SOMER, nämlich Motoren und Getriebemotoren mit fester Drehzahl bei hohem Wirkungsgrad sowie variabler Geschwindigkeit aufgrund der Frequenzumrichter der Powerdrive Serie, für Leistungsregelungen bis zu 2.800 kW.

„Der Einsatz von Drehzahlregelung macht es möglich, die Geschwindigkeit der Motoren an die tatsächlichen Bedürfnisse der Anwendung anzupassen. Es stellt sich häufig als die Hauptquelle der Reduzierung der Energiekosten heraus, sobald die Anwendung Durchflussvariationen erfordert“, erklärt Pierre-Emmanuel SARRE.

„Dies sind die am einfachsten zu handhabenden Fälle. Wir können nicht immer auf variable Geschwindigkeit zählen, weil Sie wissen müssen, dass der Wechselrichter den Verbrauch um 3% erhöht. Dennoch, unter allen im Einsatz befindlichen Installationen, würde ich sagen, dass bei etwa einem von zwei Fällen der Wechsel des Antriebssystems wirtschaftliche Vorteile bieten kann“, erklärt Didier HEISSAT.

Die von LEROY-SOMER installierte Ausrüstung basiert auf Komponenten der Dyneo^®-Reihe, welche Permanentmagnetmotor-Technologien mit denen der Geschwindigkeitsregelung vereint. Diese Lösungen erreichen im Einklang mit den Entwicklungen des Standards der „IE“-Effizienzanforderungen eine sehr hohe Effizienz, höher als IE3 und unübertroffen über den gesamten Drehzahlbereich. Sie ermöglichen einen extrem kurzen Return on Investment. Sehr kompakt, lassen sich die Dyneo^®-Lösungen problemlos in alle Systeme mit Drehzahlen bis zu 5.500 UpM integrieren.

Die Synchrontechnologie mit Permanentmagneten bietet Vorteile in Bezug auf Effizienz. Im Gegensatz zum Rotor von Drehstrominduktionsmotoren wird der magnetische Fluss des Dyneo^® Motors nicht vom Stator induziert, sondern direkt von einer Reihe von im Rotor eingebrachten Permanentmagneten. Im Fall des Asynchronmotors ist die Rotordrehzahl niedriger als die des Statordrehfeldes. Beim Permanentmagnetmotor rotiert der magnetische Fluss des Rotors synchron zum Drehfeld Statorflusses. Während die Rotorverluste des Asynchronmotors nahezu ein Drittel der gesamten Verluste repräsentieren, sind die Rotorverluste des Dyneo^®-Rotors vernachlässigbar.

„LEROY-SOMER fertigt seit vielen Jahren Permanentmagnetmotor-Technologie. Aus diesem Grund können wir heute eine breite Palette von Lösungen von 0,75 kW bis 600 kW bei Motordrehzahlen von 375 bis 5.500 UpM bieten“, fasst Pierre-Emmanuel SARRE zusammen.

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