O+P Fluidtechnik 3/2023

DRUCKFLÜSSIGKEITEN

DRUCKFLÜSSIGKEITEN ENERGIESPARKONZEPTE „WIR KÖNNEN NICHT WEITERMACHEN WIE BISHER!“ Die Energiepreise werden auch 2023 ein Thema bleiben, welches die Wirtschaft bewegt. Besonders für Unternehmen aus der verarbeitenden Industrie wird Energieeffizienz eine wichtige Stellschraube zur Stärkung der eigenen Wettbewerbsposition sein. Echte Energieeffizienz beinhaltet die gezielte Optimierung des Energieverbrauchs sowie das Auffinden und Vermeiden von unbemerkten Energieverlusten – auch in Druckflüssigkeiten. Ein Unternehmen bietet hier wertvolle Hilfestellung an. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Das Thema Energieeffizienz wird in Zukunft noch wichtiger, da die stetig steigenden Energiepreise vor allem Unternehmen aus der verarbeitenden Industrie extrem unter Handlungsdruck setzen. Axel Binner, Geschäftsführer von Hydropa, warnt trotzdem vor blindem Aktionismus: „Entwicklungen wie Industrie 4.0 oder die aktuell explodierenden Energiekosten bedeuten für Unternehmen einschneidende Veränderungen, auf die angemessen reagiert werden muss.“ Binner weiß, wovon er spricht: „Wir haben im Herbst mit unseren Mitarbeitern ein Energieeffizienz-Symposium abgehalten, um für uns ganz klar zu definieren, wie Anlagen und Maschinen so angepasst werden können, dass der jeweils optimale Wirkungsgrad und damit der geringstmögliche Energieverbrauch erreicht werden kann. Darauf basierend haben wir festgelegt, wie wir vorgehen werden, um bei unseren Kunden das dafür nötige Grundverständnis für Antriebstechnik und Hydraulik zu fördern. Erst wenn das vorhanden ist, werden wir vorhandenes Optimierungspotential komplett auszuschöpfen können.“ MEHR LEISTUNG + DROSSELN = ENERGIEVERSCHWENDUNG Axel Binner, Geschäftsführer Hydropa GmbH & Cie KG Der erste und wichtigste Schritt ist laut Binner die individuelle Konfiguration von Anlagen und Maschinen: „Gefährlich ist die Einstellung `das haben wir immer schon so gemacht´. Das führt dazu, dass Anlagen und Maschinen nicht wirklich energieeffizient konfiguriert werden, obschon sie mit energieeffizienten Komponenten ausgerüstet werden.“ Echte Energieeffizienz wird nur erreicht, wenn Hersteller die individuellen Prozesse sowie die konkreten Arbeitsabläufe hinterfragen und Anlagen und Maschinen daran anpassen. Ein Beispiel ist hier der Einsatz von Drosseln bei leistungsmäßig zu stark ausgelegten Maschinen. Binner ergänzt: „Alle Funktionen, die selten bis fast nie benötigt werden, müssen in Frage gestellt werden. Entscheidungen für weniger Funktionen müssen kein Rückschritt sein, sondern können im Gegenteil ein Fortschritt in Richtung echte Energieeffizienz darstellen.“ BESTANDSANLAGEN UND BESTANDSMASCHINEN OPTIMIEREN Der zweite Schritt hin zur echten Energieeffizienz ist die Feinjustierung von Bestandsanlagen: Auch Anlagen und Maschinen, die bereits im Betrieb sind, können nachträglich energieverbrauchsoptimiert werden. Binner’s Team überprüft zuerst einmal die Hydraulik von Anlagen und Maschinen, auf die meistens weniger als 20 Prozent des gesamten Energieverbrauchs entfällt. Trotzdem lohnt sich eine nachträgliche Optimierung. Binner erklärt: „Wenn wir von Kunden beauftragt werden, Energiesparkonzepte speziell für die Hydraulik zu entwickeln und umzusetzen, können wir meistens bis zu 10 Prozent des Energieverbrauchs einsparen. Kommen weitere Teilbereiche dazu, summieren sich diese Einsparungen schnell auf bis zu 30 Prozent – und bei den aktuellen Energiepreisen lohnt sich der Aufwand eindeutig!“ 30 O+P Fluidtechnik 2023/03 www.oup-fluidtechnik.de

DRUCKFLÜSSIGKEITEN Viskosität und Temperatur von Druckflüssigkeiten Viskositätsbereich Im Dauerbetrieb zulässig ν = 12 ... 800 mm 2 /s Im Dauerbetrieb empfohlen ν opt = 20 ... 100 mm 2 /s Bei Kaltstart zulässig ν max ≤ 2000 mm 2 /s Temperaturbereich Mit NBR-Dichtungen (NBR = Nitril-Kautschuk) t = -30 °C ... +80 °C Mit FKM-Dichtungen (FKM = Fluor-Kautschuk) t = -20 °C ... +110 °C Wird hydraulisches Öl passend zur Umgebung und zu den Einsatzbedingungen ausgewählt, optimiert das den Energieverbrauch von Anlagen und Maschinen (Typische Einsatzgrenzen Hydropa) Erst wenn alle Schnittstellen, Prozesse und Funktionen sorgfältig überprüft und exakt aufeinander abgestimmt werden, erreichen Bestandsanlagen und Maschinen eine erhöhte Energieeffizienz. Maschinenbetreiber sollten Hersteller, Wartungsfirmen oder externe Spezialisten um ein individuelles Konzept zur Optimierung der Energieeffizienz bitten. Eine genaue Kenntnis der prozessspezifischen Abläufe ist dafür allerdings zwingend notwendig. PRAXISNAHE SCHULUNGEN PERFEKTES ZUSAMMENSPIEL ALLER FUNKTIONEN SCHÖPFT DAS LEISTUNGSPOTENZIAL AUS „Die meisten Konstrukteure und Ingenieure haben ein grundlegendes Hydraulik-Wissen,“ weiß Binner zu berichten. „Allerdings sind die wenigstens mit der Technologie Hydraulik so richtig vertraut. Deshalb bieten wir individuelle und vor allem praxisnahe Schulungen an: Kunden sehen, wie der Einsatz einer ungeeigneten Steuerung unnötig Energie verschwendet, weil sich dadurch zum Beispiel ein Behälter auf kritische 70 Grad erhitzt.“ Binner setzt beim Vermitteln von Grundverständnis für die Technologie Hydraulik aber noch früher an: Er lehrt an der Ruhr- Universität Bochum Fluid-Technik und bildet seine Studenten zu Nachwuchs-Hydraulikern aus. Dabei vermittelt er die Grundlagen der Fluid-Technik so anschaulich und praxisnah wie möglich. Er erklärt: „Ich lade meine Studenten gerne zu uns ins Unternehmen ein. Dort kann ich demonstrieren, wie durch die Feinjustierung von Systemen gezielt die Verschwendung von Energie verhindert werden kann.“ Dazu gehören die Vermeidung von Leerlaufzeiten, maßgeschneiderte Wartungsintervalle und die Optimierung von Kühl- und Heizzeiten. Auch die Betriebstemperaturen müssen analysiert und angepasst werden, um echte Energieeffizienz zu erreichen. DIE RICHTIGE ÖL-VISKOSITÄT SPART BARES GELD Bei Schulungen demonstriert der erfahrene Diplom-Ingenieur gerne, wie sich die Viskosität von Hydraulik-Öl bei verschiedenen Temperaturen verändert. Mit dem richtigen Hydraulik-Öl kann bei mobilen Maschinen im Sommer bis zu 10 Prozent Kraftstoff eingespart werden und im Winter bis zu 30 Prozent. Auch die Anlagen und Maschinen der verarbeitenden Industrie haben ähnliches Einsparpotential. Dazu Binner: „Wird das hydraulische Öl passend zur Umgebung und zu den Einsatzbedingungen der Anlage ausgewählt, optimiert das den Energieverbrauch der Anlage – je dickflüssiger das Öl desto größer ist die hydraulische Reibung in den Komponenten, welche zu einem erhöhten Energieverbrauch führt.“ Die Werte für die ideale Öl-Viskosität finden Betreiber auf den Datenblättern von Pumpen, Ventilen und Motoren. Auch die Hersteller von Hydraulik-Öl geben auf Nachfrage wertvolle Hinweise. „Etwas theoretisch zu berechnen ist eine Sache. Sieht man aber, dass die Wahl des falschen Hydraulik-Öls zu einem starken Druckverlust führt, der wiederum bewirkt, dass ein Zylinder nicht mehr ausfahren kann, wächst ein gewisses Grundverständnis für Hydraulik.“ gibt Binner zu bedenken. Er ergänzt: „Vielen ist nicht bewusst, dass die Feinjustierung des Reibungswiderstandes von Hydraulik nicht nur über den Durchmesser eines Rohres erfolgen kann, sondern auch über die Viskosität des Öls. Um das gesamte Leistungspotenzial einer Anlage oder Maschine abrufen und damit Energie und Kosten einsparen zu können, ist ein perfektes Zusammenspiel aller Funktionen nötig.“ HERSTELLER, BETREIBER UND SPEZIALISTEN MÜSSEN HAND IN HAND ARBEITEN Binner führt aus: „Wir alle haben einen großen und häufig sogar negativen Einfluss auf unser Klima. Deshalb haben wir uns auf die Fahne geschrieben, im neuen Jahr immer erst mal einen Schritt zurückzutreten. Erst wenn wir das gesamte Bild haben – was wird produziert, wie sind die Prozessbesonderheiten, wie die Auslegung der Anlage oder Maschine – können wir wirklich intelligente, grüne Antriebstechnik maßschneidern.“ Echte Energieeffizienz setzt eine enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit zwischen Herstellern, Betreibern und Optimierungsexperten zwingend voraus. Ein Grundverständnis für Technologien wie Hydraulik, der kritische Blick auf individuelle Arbeitsabläufe und Prozesse sowie die Fähigkeit, Energiefresser zu erkennen sind die Voraussetzung für einen konstruktiven Austausch. Darauf basierend können Maschinen und Anlagen entwickelt oder optimiert werden, die leistungstechnisch so konzipiert sind, dass sie den idealen Wirkungsgrad erreichen und weder unnötig Energie verbrauchen noch unbemerkt Energie verschwenden. Bilder: Hydropa, Алексей Гусак - stock.adobe.com www.hydropa.de www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2023/03 31