Kosteneinsparung für Molkerei

Modernisierung einer Eiswasser-Pumpengruppe

In der Molkerei Hainichen-Freiberg sollte eine alte Eiswasser-Pumpengruppe zur Milchkühlung ersetzt werden. Mehr Effizienz und rasche Amortisierung waren das Ziel des Projekts. Doch die Planung, Berechnung und der Tausch während des vollen Betriebs erforderten Spezialisten.

Die Molkerei Hainichen-Freiberg GmbH & Co. KG wurde 1992 als Tochter zweier Allgäuer Traditionsunternehmen gegründet: der Ehrmann AG und der Käserei Champignon Hofmeister GmbH & Co. KG. Heute ist die Molkerei eine der modernsten Produktionsstätten für Molkereiprodukte in Deutschland. Dank neuester Technologien und Maschinen können derzeit rund 150 Mio. kg pro Jahr verarbeitet werden. Damit dieses Level gehalten wird, müssen die technischen Systeme immer wieder überprüft und bei Bedarf erneuert werden. Dies war kürzlich auch für eine Eiswasser-Pumpengruppe der Fall: Sie bestand aus Pumpen, die teils seit Jahrzehnten ihren Dienst verrichteten und nun auf den Prüfstand gestellt wurden. Diese Herausforderungen riefen PAS, ein Unternehmen des Joint Ventures Effizienzschmiede (https://www.effizienzschmiede.de), auf den Plan.

Modernisierung rentiert sich zügig

Die Eiswasser-Pumpengruppe bestand aus vier bis zu 29 Jahre alten „Etanorm“-Pumpen von KSB. Davon liefen bereits zwei Pumpen drehzahlgeregelt, während die anderen beiden Geräte ungeregelt mit 50 Hz liefen. Die Steuerung der Pumpen wurde durch eine „Simatic“ von Siemens als Druck-Konstantregelung übernommen. In der Planungsphase galt es zu prüfen, ob eine Modernisierung der gesamten Pumpengruppe inklusive Drehzahlregelung auch zu einer signifikanten Kosteneinsparung führt. Mit dieser sollte der Kunde die Investition zu einem großen Teil finanzieren können.

Herausforderung: Messung und Umbau bei laufendem Betrieb

Der Umbau musste bei vollem Produktionsbetrieb erfolgen. Es musste sichergestellt werden, dass die Maßnahmen zu keinem Zeitpunkt Verfügbarkeitsverluste der Eiswasserversorgung verursachen. „An den Pumpen konnte weder saug- noch druckseitig direkt der Druck ermittelt werden, so dass die tatsächlichen Druckverluste der Armaturen nur anhand der Herstellerangaben berechnet werden konnten. Die Druckverlustberechnung ist aber die Basis der gesamten Wirtschaftlichkeitsberechnung“, erklärt Steffen Holfert, Geschäftsführer des Pumpenspezialisten PAS (www.pas-holfert.de).

Planung, Umbau und Finanzierung

In der Planungsphase wurden Mess- und Trendwerte wie Betriebsstunden, Stromaufnahme, Kälteleistung, Gesamtvolumenstrom und Betriebsdruck ermittelt. Daraus wurde in Abstimmung mit dem Kunden ein Lastprofil erstellt, das die Grundlage für die Auslegung der neuen Pumpen war. Da die Bestandspumpen bereits sehr gut ausgelegt waren und teilweise schon drehzahlgeregelt liefen, war die berechnete und prognostizierte Energieeinsparung mit rund 10 % relativ moderat. „Wir haben neben der prognostizierten Energieeinsparung auch die Opportunitätskosten für Instandhaltung in die gesamte Kosteneinsparung mit einbezogen. Denn die neuen Pumpen und die Frequenzumrichter haben jeweils fünf Jahre Gewährleistung und werden somit innerhalb der nächsten Jahre keine nennenswerten Instandhaltungskosten verursachen“, erklärt Holfert. Den anschließenden vorsichtigen Umbau beschreibt der Experte wie folgt: „Unsere Techniker haben jede Pumpe – Hersteller: Grundfos, Typ: „NK“ – Zug um Zug ausgetauscht. Erst wenn die neue Pumpe störungsfrei im System lief, wurde die nächste Pumpe ersetzt.“ Daneben wurde die Siemens-Steuerung durch eine Steuerung von Grundfos, Typ: „Control MPC“, ersetzt. Sie leistet mit intelligenten Algorithmen und hinterlegten Kennlinien einen weiteren Beitrag für noch mehr Effizienz. Es konnte dabei eine BAFA-Förderung in Höhe von 13.255 Euro in Anspruch genommen werden. Die Beantragung und die Bearbeitung der Fördermittel erfolgten vollkommen reibungslos durch den Auftragnehmer.

Baldiges Return-on-Investment und CO2-Einsparung

Nach dem Einbau konnten abschließende Messungen die Vorhersage bestätigen: „Die Vorher-Nachher-Messungen haben unsere prognostizierte Energieeinsparung voll bestätigt, so dass auch der berechnete ROI nach 3,64 Jahren eintritt“, sagt Holfert. Die Modernisierung würde sich also zeitnah rentieren. Zudem können durch die neuen Pumpen in fünf Jahren fast 85.000 kg CO2 eingespart werden. Die Molkerei hat bei diesem Projekt von der ersten Vorplanung über die Lieferung, den Umbau, die Inbetriebnahme und die Fördermittelbeantragung durch das Effizienzschmiede-Joint-Venture alle Leistungen aus einer Hand erhalten und musste sich somit nur in geringem Maße um das Projekt und die Umsetzung kümmern.

Zusammenfassung der Daten

Energiebilanz alt: 388.653 kWh Energiebilanz neu: 352.276 kWh Differenz p.a.: 36.377 kWh CO2-Reduzierung p.a.: 16.880 kg/CO2 Ersparnis in fünf Jahren: 181.885 kWh CO2-Reduzierung in fünf Jahren: 84.400 kg/CO2
derzeitige IH-Kosten p.a.: 1.666 € Opportunitätskosten Instandhaltung in fünf Jahren: 8.330 € Gesamtersparnis in fünf Jahren: 40.523 € Gesamtinvestition inkl. BAFA: 30.928 €

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