Bis 2030 will GSK in seinen europäischen Betrieben eine Netto-Nullbelastung des Klimas erreichen. Dazu passt das Unternehmen seine Prozesse an, um die Energieeffizienz zu erhöhen. Im Werk Gödöll lagen zunächst die Pumpenanwendungen im Fokus. Dort waren nicht nur Motoren der Effizienzklassen IE1 und IE2 mit geringem Wirkungsgrad verbaut, diese wurden auch von älteren, ineffizienten Frequenzumrichtern gesteuert oder waren sogar direkt an das Netz angeschlossen.
„Wir haben beschlossen, unsere Pumpenmotoren auf IE5-Effizienz aufzurüsten und moderne Frequenzumrichter zu installieren“, sagt ein Vertreter von GSK Ungarn. „Dafür haben wir uns für die Zusammenarbeit mit dem ABB-Partner Rakóczki entschieden, weil sie die von uns gesuchten IE5-Antriebspakete im Portfolio haben sowie Service und Support vor Ort anbieten. Sie lieferten auch Referenzen von ähnlichen Projekten und erstellten detaillierte Energieeffizienzberechnungen.“
Nachhaltige Antriebswahl
In der ersten Phase sollten insgesamt 43 Pumpen in den Bereichen Wassergewinnung, Vorbehandlung und Reinstwasserzirkulation modernisiert werden. Die alten Pumpenmotoren wurden dabei durch IE5-SynRM-Motoren in Aluminium- und Gussgehäusen mit Leistungen von 5,5 bis 55kW ersetzt. László Csernyik, Vertriebsingenieur bei ABB Ungarn, erklärt: „SynRM-Motoren sind so einfach wie Induktionsmotoren, haben aber die Leistung von Permanentmagnetmotoren. Sie verwenden keine seltenen Erden, haben keine Magnete oder Wicklungen im Rotor, und die Rotorverluste sind praktisch null. Geringe Verluste bedeuten, dass sie kühler laufen. Daher sind sie zuverlässiger und haben eine längere Lebensdauer als vergleichbare Induktionsmotoren. Durch ihre hohe Zuverlässigkeit und Effizienz sind sie eine nachhaltige Wahl.“ Warum Unternehmen mit Connected Engineering schneller, sicherer und wettbewerbsfähiger werden ‣ weiterlesen
Von Insellösungen zum vernetzten Engineering-Ökosystem
Technisch betrachtet handelt es sich bei den SynRM-Motoren um Synchron-Reluktanzmotoren, die durch ihr spezielles Rotordesign ohne stromführende Komponenten auskommen. Dadurch entstehen kaum Rotorverluste, was nicht nur die Energieeffizienz verbessert, sondern auch die Wärmeentwicklung reduziert. Die geringere Betriebstemperatur wirkt sich positiv auf die Lebensdauer der Lager und Isolierungen aus. Die Motoren sind in verschiedenen Baugrößen und Schutzarten erhältlich, sodass sie flexibel an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden können.
Frequenzumrichter sparen Energie
Die Motoren sind mit 43 Frequenzumrichtern der Serie ACH580 kombiniert, die in IP21- oder IP55-Gehäusen verfügbar sind. Diese Frequenzumrichter sind speziell für den Antrieb von Lüftern, Pumpen, Kompressoren sowie Klima- und Kühlgeräten konzipiert. Sie bieten eine präzise Drehzahl- und Drehmomentregelung und unterstützen verschiedene Steuerungsarten, darunter Vektorregelung und energiesparende Betriebsmodi. Für Anwendungen, bei denen der Motor zuvor direkt am Netz betrieben wurde, wurde der neue Frequenzumrichter so konfiguriert, dass er eine Druckregelung realisieren kann. Ein Drucksensor ist mit dem internen PID-Regler des Frequenzumrichters verbunden, sodass dieser den richtigen Druck im Kreislauf aufrechterhalten kann. Dadurch wird der Pumpvorgang bedarfsgerecht betrieben. Die Umstellung von Direktbetrieb auf Druckregelung kann zu Energieeinsparungen von 20 Prozent und mehr führen.
Die ACH580-Frequenzumrichter verfügen über zahlreiche Funktionen, die den Betrieb weiter optimieren. Dazu zählen unter anderem eine automatische Energieoptimierung, die Anpassung an wechselnde Lastbedingungen und umfangreiche Diagnosemöglichkeiten. Die Geräte lassen sich über verschiedene Feldbussysteme wie modbus, profinet oder bacnet in bestehende Automatisierungs- und Leitsysteme integrieren. Darüber hinaus ermöglichen sie die Erfassung und Auswertung von Betriebsdaten, was eine kontinuierliche Überwachung und Optimierung der Prozesse unterstützt.
„Die Frequenzumrichter von ABB verfügen über Merkmale und Funktionen, die die Steuerung fast aller Pumpenanwendungen in Abhängigkeit von Druck, Temperatur, Durchfluss und anderen Parametern unterstützen. In Verbindung mit den hocheffizienten IE5-Motoren sparen sie bei jeder Umdrehung der Pumpe Energie“, erläutert Csernyik.
Die Installationsarbeiten vor Ort wurden von Rakóczki durchgeführt, Phase 1 wurde Anfang 2024 abgeschlossen. Nach der Umrüstung verwendet ABB Ungarn die von den Frequenzumrichtern erfassten Daten, um Effizienzberichte für GSK zu erstellen. Die Auswertung umfasst unter anderem Laufzeiten, Energieverbräuche und Lastprofile der Antriebe, sodass Potenziale für weitere Optimierungen sichtbar werden. Nach den Berechnungen von GSK sparen die neuen Antriebspakete so viel Energie, dass sie sich in etwa zwei Jahren amortisieren. Nach dem Erfolg von Phase 1 plant GSK nun Phase 2, welche die restlichen Pumpen und das Belüftungssystem des Werks umfasst. So wird der Weg zu einem energieeffizienten und nachhaltigen Betrieb konsequent fortgesetzt.
