4 Möglichkeiten Energie zu sparen
Angesichts steigender Energiepreise prüfen Kläranlagenbetreiber und Industriebetriebe verstärkt, wie sie den Energieverbrauch bei ihren Mischvorgängen senken können. Das Mischen ist ein energieintensiver Prozess, aber Fortschritte in der Mischerkonstruktion und -technologie zeigen, dass der Energieverbrauch von Mischern erheblich gesenkt werden kann - in einigen Fällen um bis zu 50 %.
Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie viel Energie das Mischen verbraucht, wird geschätzt, dass das Mischen zwischen 5 und 10 % des gesamten Stromverbrauchs der Welt ausmacht. In Kläranlagen kann das Mischen 5 bis 20 % des Gesamtenergieverbrauchs der Anlage ausmachen, kann aber manchmal auch dazu genutzt werden, die weitaus größere Belüftungsenergie erheblich zu reduzieren. Die Reduzierung des Energieverbrauchs kann nicht nur die Betriebskosten senken, sondern auch zu einem nachhaltigeren Betrieb beitragen.
Im Folgenden werden vier Möglichkeiten vorgestellt, wie öffentliche Versorgungsbetriebe und Industrieanlagen die Effizienz ihrer Rührwerke verbessern und den Energieverbrauch senken können. Diese Empfehlungen basieren auf der 60-jährigen Erfahrung von Xylem in der Entwicklung von Rührwerken für die Abwasserbehandlung und andere Prozesse sowie auf über 300.000 Installationen von Flygt-Rührwerken weltweit.
1. Richtige Dimensionierung des Rührwerks
Die Größe eines Rührwerks bezieht sich im Allgemeinen auf seine physischen Abmessungen und seine Fähigkeit, ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen zu verarbeiten. Bei einigen Prozessen, insbesondere bei der Abwasserbehandlung, wurden traditionell größere Mischergrößen gewählt, um Spitzenbedingungen wie maximalen Durchfluss oder maximale Belastung zu bewältigen. Man geht davon aus, dass die Auswahl größerer Rührwerke das Risiko einer Untermischung vermeidet. Diese Praxis verschwendet jedoch häufig Energie und kann zu suboptimalen Prozessen, wie z. B. einer Übermischung, führen.
Anstatt überdimensionierte und übermotorisierte Rührwerke zu verwenden, sollten die Betreiber eine Aufrüstung auf modernere Mischer in Betracht ziehen, die die Geschwindigkeit ändern können und hocheffiziente Motoren verwenden. Es ist auch wichtig zu bedenken, dass eine höhere Eingangsleistung (die Energie, die das Rührwerk verbraucht) nicht unbedingt zu einem besseren Mischen führt. Stattdessen sollte das optimale Mischen darauf basieren, wie viel Schubkraft das Rührwerk erzeugt, geteilt durch die von ihm verbrauchte Leistung. Auf diese Weise erhalten Sie ein viel genaueres Bild von der Energieeffizienz eines Rührwerks.
2. Tauchmotorrührwerke mit variabler Drehzahl
Um das Problem der Über- oder Untermischung zu lösen, können Tauchmotorrührwerke an externe frequenzvariable Antriebe (VFD) angeschlossen werden oder in den Unterwassermotor des Rührwerks integrierte Antriebe verwenden. Bei dieser Art des adaptiven Mischens wird die Drehzahl des Rührwerks so angepasst, dass die erforderliche Leistung (Schubkraft) den sich ändernden Bedingungen entspricht. Das Ergebnis ist eine größere Flexibilität bei der Anpassung an sich ändernde Bedingungen und ein geringerer Energiebedarf.
Die adaptiven Rührwerke von Xylem können sich beispielsweise an die tatsächlichen Prozessbedingungen anpassen und den Energieverbrauch um bis zu 50 % senken. 2015 stellte Flygt das erste Rührwerk vor, das eine variable Mischgeschwindigkeit ohne einen externen, tankseitigen Frequenzumrichter ermöglicht. Diese integrierte Antriebstechnologie ist für den Motor vorgefertigt und optimiert, wodurch der komplizierte Installationsprozess zur Anpassung des externen Frequenzumrichters an den Motor des Mischers entfällt.
3. Optimiertes Propellerdesign
Um den Energieverbrauch zu senken, sind mehrere Merkmale des Propellers eines Rührwerks besonders wichtig. Die Form der Propellerblätter sollte beispielsweise so gestaltet sein, dass der Widerstand minimiert und gleichzeitig die Schubkraft maximiert wird. Auch der Propellerdurchmesser sollte auf die jeweilige Anwendung abgestimmt sein, um ein effektives Mischen zu gewährleisten und gleichzeitig die Leistung innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten und eine optimale hydraulische Umgebung für den Mischer sicherzustellen.
Selbstreinigende Propeller sind ebenfalls wichtig, da Ablagerungen zu einem höheren Energieaufwand zur Überwindung des Widerstands führen können. Die charakteristischen Bananen-Propeller von Flygt verfügen beispielsweise über eine rückwärts gerichtete, selbstreinigende Konstruktion, die energieeffiziente, verstopfungsfreie Leistung bietet. Die 1984 erstmals vorgestellten Bananen-Propeller wurden in den letzten 40 Jahren kontinuierlich verbessert, um maximalen Schub bei minimalem Energieverbrauch zu gewährleisten.
Flygt konstruiert Propeller aus verschleiß- und korrosionsfesten Materialien wie verstärktem Polyurethan, rostfreiem Stahl, Hartguss und Duplexstahl, um eine dauerhafte Effizienz zu gewährleisten.
4. Aufrüstung auf IE3- oder IE4-Motoren
Die Umrüstung auf Rührwerke mit energieeffizienten Motoren kann den Energieverbrauch und die Betriebskosten erheblich senken. Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) legt spezifische Normen für Elektromotoren fest und definiert die Energieeffizienz eines Motors auf der Grundlage der Energieverluste zwischen Verbrauch und Leistung. IE1-Motoren haben zum Beispiel einen Wirkungsgrad von etwa 88 %, IE3-Motoren einen Wirkungsgrad von fast 94 % und IE4-Motoren einen Wirkungsgrad von über 96 %. Eine Aufrüstung von IE1- auf IE3- oder IE4-Motoren kann daher zu erheblichen Energieeinsparungen führen.
Moderne Flygt-Rührwerke haben robuste und hocheffiziente Antriebseinheiten mit IE3- und IE4-Motoren, die den Betreibern helfen, die Anforderungen an die Energieeffizienz zu erfüllen. Für noch mehr Energieeinsparungen haben die adaptiven Rührwerke von Flygt Permanentmagnetmotoren mit IE4-Äquivalent, die die gleiche Schubkraft wie der Direktantriebsmotor eines Standard-Kompaktmischers mit bis zu 50 % weniger Energieeinsatz erzeugen können.
Sind Sie bereit, Ihren Energieverbrauch zu senken?
Die Experten von Xylem können Ihnen helfen, die energieeffizienteste Lösung für Ihre Mischanwendung zu finden. Wir bieten eine breite Palette von Rührwerken an, die die beste Leistung für die geringsten Lebenszykluskosten bieten.
Kontaktieren Sie uns.