Druckluftkosten Ihrer Anlage berechnen: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Druckluftsysteme sind eine wertvolle Ressource für viele Unternehmen und Industrieanlagen. Laut dem US-Energieministerium entfallen etwa 10 % des Stromverbrauchs allein auf die Erzeugung von Druckluft. Manche Anlagen erreichen sogar 30 % oder mehr.

Das ist nicht verwunderlich, da Druckluft ein nützliches, vor Ort erzeugtes Versorgungsmedium ist. Es kann Werkzeuge antreiben, Oberflächen reinigen und komplexe Aufgaben wie die Betätigung pneumatischer Steuerungen übernehmen.

Bevor Sie jedoch von den Vorteilen profitieren können, müssen Sie verstehen, wie Sie die Kosten berechnen. In diesem Artikel erklären wir die Grundlagen der Druckluftkalkulation.

Druckluft als einer der teuersten Energieverbraucher

Die Kosten für Druckluft gehören zu den teuersten Energieverwendungen in einer Industrieanlage. Es bedarf viel Energie, um Luft zu komprimieren und verfügbar zu machen.

Eine typische Aufschlüsselung der Kostenkomponenten für einen 100-PS-Kompressor (ca. 75 kW) bei 80 % Auslastung könnte so aussehen:

• Strom (70 %)
• Wartung (5 %)
• Druckluftlecks (20 %)
• Sonstige Betriebsausrüstung (z. B. Filter und Trockner) (5 %)

Wie Sie sehen, entfällt der weitaus größte Teil der Kosten (70 %) auf den für den Kompressorantrieb erforderlichen Strom. In puncto Wartung gelten 5 % als sehr gut für ein Druckluftsystem.

Die letzten beiden Kostenkomponenten – Lecks und sonstige Betriebsausrüstung – werden oft übersehen, können aber einen erheblichen Teil der Gesamtkosten ausmachen. Druckluftlecks können 20 % oder mehr der gesamten Betriebskosten eines Systems ausmachen.

Ermittlung der Druckluftkosten

Nachdem wir uns die Kostenkomponenten angesehen haben, schauen wir uns an, wie man die Kosten berechnet. Hier ist die Formel zur Berechnung der Druckluftkosten basierend auf den Stromkosten:

Druckluftkosten = (BHP) × (0,746) × (Betriebsstunden) × ($/kWh) × (% Zeit) × (% Volllast-BHP) / Motoreffizienz

Die in dieser Formel beteiligten Variablen:

• BHP = Brems-PS / Wellen-PS des Kompressors (Leistung, die zum Betreiben des Kompressors erforderlich ist. Kann in den Gerätespezifikationen nachgeprüft werden)
• 0,746 = Umrechnungsfaktor von PS in kW
• $/kWh = Kosten für 1 kWh Strom in Dollar
• % Zeit = Prozentsatz der Zeit, in der der Kompressor mit Volllast läuft
• % Volllast-BHP = Prozentsatz der Brems-PS, den der Kompressor im Betrieb nutzt. Dies sollte durch Überwachung des Stromverbrauchs am Kompressormotor während des Betriebs überprüft werden.
• Motoreffizienz = Effizienzprozentsatz des Elektromotors auf diesem Betriebsniveau.

Beispiel 1:

Angenommen, Sie haben einen 50-PS-Kompressor, der 8.000 Stunden pro Jahr läuft. Der Strompreis beträgt 0,10 $/kWh, und der Kompressormotor hat einen Wirkungsgrad von 80 %. Die Stromaufnahme am Kompressormotor während des Betriebs wurde gemessen und beträgt 56 Ampere.

Die Druckluftkosten berechnen sich wie folgt:

Druckluftkosten = (50 BHP) × (0,746) × (8.000 h) × (0,10 $/kWh) × (100 % Zeit) × (56 % Volllast-BHP) / (80 % Motoreffizienz)

Druckluftkosten = 20.888 $ pro Jahr

Wie Sie sehen, können die Druckluftkosten hoch sein. In diesem Beispiel würde der Kompressorbetrieb knapp über 20.000 $ pro Jahr kosten.

Sehen wir uns ein weiteres Beispiel an, um zu verdeutlichen, wie sich die Änderung einiger Variablen auf die Kosten auswirkt.

Beispiel 2:

Angenommen, Ihre Fertigungsanlage hat einen 100-PS-Kompressor (erfordert 110 BHP), der jährlich 7.000 Stunden betrieben wird.

Die Maschine läuft 85 % der Zeit voll belastet (Motoreffizienz 95 %) und den Rest der Zeit teilbelastet (25 % Volllast-BHP, Motoreffizienz 90 %). Der durchschnittliche Stromtarif beträgt 0,10 $/kWh.

Kosten bei Volllast:

((110 PS) × (0,746) × (7.000 h) × (0,10 $/kWh) × (0,85) × (1,0)) / 0,95 = 51.396,00 $

Kosten bei Teillast:

((110 PS) × (0,746) × (7.000 h) × (0,10 $/kWh) × (0,15) × (0,25)) / 0,90 = 2.393,00 $

Jährliche Energiekosten = 51.396,00 $ + 2.393,00 $ = 53.789,00 $

Typische Lebenszykluskosten von Druckluft in Perspektive

Obwohl die Druckluftkosten hoch sein können, ist es wichtig, sie in Relation zu setzen. Der größte Teil entfällt auf Strom, der ein relativ stabiler Kostenfaktor ist.

Ein 75-PS-Kompressor, der zwei Schichten pro Tag, fünf Tage die Woche bei einem durchschnittlichen Strompreis von 0,05 $/kWh über zehn Jahre betrieben wird, kann folgende Kostenverteilung aufweisen:

• Ausstattung: 12 %
• Wartung: 12 %
• Strom: 76 %

Zusätzlich sind die Druckluftkosten oft ein kleiner Prozentsatz der gesamten Produktionskosten. In einem typischen Lebensmittel- und Getränkewerk betragen sie oft weniger als 1 % der Gesamtproduktionskosten.

In den meisten Fällen sind die Druckluftkosten ein relativ kleiner Teil der Gesamtproduktionskosten. Es gibt jedoch Fälle, in denen sie einen signifikanten Anteil ausmachen können.

Beispielsweise in Anlagen, die Druckluft für Blasformen oder zur Sterilisation von Verpackungsmaterial verwenden, kann Druckluft einen erheblichen Teil der Gesamtproduktionskosten ausmachen.

Das BestPractices-Programm verstehen

BestPractices ist ein Programm, das vom Compressed Air and Gas Institute (CAGI) entwickelt wurde, um Unternehmen zu helfen, ihre Druckluftnutzung zu optimieren.

Das Programm bietet Unternehmen Richtlinien zur Senkung der Druckluftkosten bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung oder Verbesserung der Qualität. Durch Befolgung der BestPractices-Richtlinien können Unternehmen Geld sparen und gleichzeitig sicherstellen, dass sie Druckluft effizient nutzen.

Das BestPractices-Programm kann Unternehmen auch helfen, potenzielle Probleme zu vermeiden, die zu Ausfallzeiten oder anderen Produktionsproblemen führen könnten.

Abschließende Gedanken

Die Druckluftkosten können hoch sein, aber es ist wichtig, sie in Relation zu setzen. Der größte Teil entfällt auf Strom, einen relativ stabilen Kostenfaktor. Am wichtigsten ist jedoch, dass die Überwachung dieser Kosten Unternehmen nützen kann, da sie helfen, potenzielle Bereiche für Effizienzverbesserungen zu identifizieren.

Zusätzlich bietet das BestPractices-Programm Richtlinien zur Optimierung der Druckluftnutzung, die Unternehmen helfen können, Geld zu sparen und gleichzeitig effizient mit Druckluft zu arbeiten.

John Henry Foster ist Ihr Partner für hochwertige Druckluftsysteme und -dienstleistungen. Wenn Sie Fragen zu Ihren Druckluftsystemen und -teilen haben, zögern Sie nicht, uns noch heute zu kontaktieren.