Wie Becker die Energieeffizienz in der Praxis verbessert
Energieeffizienz ist für industrielle Hersteller längst kein optionales Thema mehr. Steigende Energiepreise, Nachhaltigkeitsziele und die Notwendigkeit optimierter Produktionsprozesse haben effiziente Vakuumsysteme zu einer strategischen Priorität gemacht.
In vielen Betrieben laufen Vakuumpumpen im Dauerbetrieb – oft rund um die Uhr – und tragen damit erheblich zum Stromverbrauch bei. Die Optimierung dieser Systeme ist eine der schnellsten und wirkungsvollsten Möglichkeiten, Betriebskosten und CO₂-Emissionen zu senken.
Becker unterstützt Hersteller durch die Kombination effizienter Technologien mit anwendungsorientiertem Systemdesign, um unter realen industriellen Bedingungen messbare Energieeinsparungen zu erzielen.
Warum die Effizienz von Vakuumsystemen wichtig ist
Vakuum ist in den Bereichen Kunststoff, Verpackung, Holzverarbeitung, Lebensmittelverarbeitung und Umwelttechnik unverzichtbar – dennoch sind viele Anlagen nach wie vor nicht optimiert. Zu den häufigen Ineffizienzen zählen der Betrieb mit fester Drehzahl unabhängig vom Bedarf, überdimensionierte Anlagen, hohe innere Reibung und Verschleiß, unnötige Wärmeentwicklung sowie eine fehlende Systemsteuerung. Da diese Systeme ununterbrochen laufen, können sich selbst kleine Verbesserungen zu erheblichen jährlichen Einsparungen summieren.
Beckers praxisorientierter Ansatz zur Energieeffizienz
Beckers Ansatz ist lösungsorientiert: Die erforderliche Vakuumleistung mit dem minimal notwendigen Energieaufwand bereitstellen. In der Praxis bedeutet dies, jedes System an die jeweilige Anwendung anzupassen und die relevantesten Hebel – Drehzahlregelung, Trockenlauftechnologien, bedarfsgerechte Dimensionierung und zentralisierte Lösungen – zu kombinieren, um Ineffizienzen auf allen Ebenen zu beseitigen.
Leistungsanpassung durch Drehzahlregelung
Der ständige Betrieb einer Vakuumpumpe mit voller Drehzahl ist eine der häufigsten Ursachen für Energieverschwendung.
Becker integriert die Technologie der drehzahlgeregelten Antriebe (VSD / VARIAIR), um sicherzustellen, dass die Pumpenleistung dem tatsächlichen Prozessbedarf entspricht.
Wesentliche Vorteile
- Geringerer Stromverbrauch
- Bis zu 50 % Energieeinsparung, je nach Anwendung und Betriebsbedingungen
- Niedrigere Betriebstemperaturen
- Geringerer mechanischer Verschleiß
- Geringere Geräuschentwicklung
Dieser Ansatz ist besonders effektiv bei Anwendungen mit schwankendem Bedarf, wie beispielsweise bei der pneumatischen Förderung, der Verpackung und der CNC-Bearbeitung.
Effizienzsteigerung durch Trockenlauftechnologie
Die trockenlaufenden Pumpen von Becker – einschließlich Klauen- und Flügelzellentechnologien – maximieren das nutzbare Vakuum und minimieren gleichzeitig den Energieverbrauch. Im Gegensatz zu ölgeschmierten Systemen arbeiten sie ohne interne Ölzirkulation, wodurch versteckte Energieverluste (Ölkühlung/-zirkulation, höhere innere Reibung, Filtersysteme) vermieden werden und mehr Eingangsleistung direkt in nutzbares Vakuum umgewandelt wird. Dies ermöglicht:
- Höhere Energieumwandlungseffizienz – Durch geringere interne Verluste wandeln Trockenlaufpumpen einen größeren Anteil der Eingangsenergie in effektive Vakuumleistung um.
- Gleichbleibender Wirkungsgrad über die gesamte Lebensdauer – Ölverschleiß, Verunreinigungen oder unsachgemäße Wartung in geschmierten Systemen können zu fortschreitenden Wirkungsgradverlusten führen. trockenlaufenden Pumpen behalten auch im Dauerbetrieb eine stabile Energieeffizienz bei.
- Reduzierte energiebedingte Ausfallzeiten und Drift – Verstopfte Filter, verschlissene Dichtungen oder ölbedingte Probleme zwingen Systeme oft dazu, mehr Leistung zu erbringen, um die Leistung aufrechtzuerhalten – was den Energieverbrauch erhöht. Die Trockenlauftechnologie minimiert diese Risiken und sorgt für einen vorhersehbaren Energieverbrauch.
- Geringerer Gesamtenergieverbrauch – Über den direkten Energieverbrauch der Pumpe hinaus reduzieren trockenlaufende Systeme auch den Energieaufwand für Wartungsmaßnahmen, Energieverluste aufgrund von Prozessinstabilität sowie den Energiebedarf für Nebenprozesse (Kühlung, Ölhandhabung)
Fokus auf Klauentechnologie für Energieeffizienz
Die Klauenpumpen von Becker sind dank ihres berührungslosen Funktionsprinzips besonders effizient – die Klauen berühren weder einander noch das Gehäuse, wodurch Reibungsverluste minimiert und der Wirkungsgrad über den gesamten Lebenszyklus hinweg aufrechterhalten werden.
Wenn Trockenlauftechnologie die Energieeinsparungen maximiert
Die Trockenlauftechnologie liefert die größten Vorteile dort, wo Anlagen im Dauerbetrieb laufen, Energiekosten ein wesentlicher Faktor sind oder stabile Vakuumniveaus ohne Drift erforderlich sind. In Kombination mit einer Drehzahlregelung und der richtigen Dimensionierung wird sie zu einem entscheidenden Hebel zur Senkung des Gesamtenergieverbrauchs.
Richtige Dimensionierung des Systems
Einer der am häufigsten übersehenen Faktoren für den Energieverbrauch in Vakuumsystemen ist eine falsche Dimensionierung. Anlagen werden oft „auf Nummer sicher“ überdimensioniert, was zu einem kontinuierlichen Energieüberverbrauch führt, der weit über den tatsächlichen Prozessanforderungen liegt. Die richtige Dimensionierung bedeutet, Vakuumanlagen so auszuwählen und zu konfigurieren, dass sie genau das erforderliche Vakuumniveau und den erforderlichen Durchfluss liefern – nicht mehr und nicht weniger.
Eine überdimensionierte Pumpe verbraucht mehr Energie als nötig, arbeitet bei Teillast ineffizient, erzeugt überschüssige Wärme und verschleißt schneller. Die richtige Dimensionierung – basierend auf einer genauen Bedarfsanalyse, realen Betriebsprofilen (und nicht auf Worst-Case-Annahmen) sowie einer optimierten Verrohrung und Leckagereduzierung – hält die Pumpe näher an ihrem optimalen Wirkungsgradpunkt und passt den Verbrauch an den tatsächlichen Bedarf an.
In Kombination mit einer Drehzahlregelung wird die richtige Dimensionierung noch effektiver, da sich das System präzise an Schwankungen anpassen kann, ohne auf überdimensionierte Kapazitäten zurückgreifen zu müssen.
Zentrales Vakuumsystem für intelligenteren Energieeinsatz
|
Zwar lassen sich einzelne Vakuumpumpen optimieren, doch die größten Energieeffizienzgewinne werden oft auf Systemebene durch zentralisierte Vakuumlösungen erzielt.
Anstelle mehrerer eigenständiger Pumpen, die an verschiedenen Maschinen im Dauerbetrieb laufen, liefert ein zentralisiertes System Vakuum aus einer gemeinsamen Quelle und verteilt es nur dort und dann, wo und wann es benötigt wird. |
Dezentrale Anlagen verschwenden in der Regel Energie durch unnötig laufende Pumpen, Überdimensionierung auf Maschinenebene, schlechte Lastverteilung und ineffizienten Teillastbetrieb. Zentralisierte Systeme beheben dies durch:
- Bedarfsgesteuerten Betrieb
Pumpen laufen nur bei Bedarf und mit der erforderlichen Leistung. Dadurch wird ein ständiger Vollastbetrieb über mehrere Maschinen hinweg vermieden. - Geringere installierte Leistung
Ein zentralisiertes System benötigt in der Regel weniger Gesamtleistung als die Summe der einzelnen, eigenständigen Pumpen, da die Leistung im gesamten Werk gemeinsam genutzt wird. - Optimiertes Lastmanagement
Intelligente Steuerungssysteme (wie Vacon+ in Kombination mit VARIAIR) stellen sicher, dass die Pumpen an ihrem effizientesten Betriebspunkt laufen, wodurch Energieverluste minimiert werden. - Vermeidung von Leerlaufverlusten
In dezentralen Anlagen laufen Pumpen oft, ohne nützliche Arbeit zu leisten. Durch die Zentralisierung wird diese Ineffizienz beseitigt, da Vakuum nur dort bereitgestellt wird, wo es benötigt wird. - Geringerer Energieverbrauch für Nebenprozesse
Zentralisierte Systeme reduzieren den Sekundärenergiebedarf, beispielsweise den Kühlbedarf in Produktionsbereichen, die mit der Wärmeentwicklung verbundene Belüftung sowie den Druckluftverbrauch (im Falle eines Venturi-Ersatzes).
Über die Energieeinsparungen hinaus reduziert die Zentralisierung auch den Lärmpegel, verbessert den Zugang für Wartungsarbeiten und erhöht die Prozessstabilität. Sie bietet den höchsten Nutzen, wenn mehrere Maschinen gleichzeitig Vakuum benötigen, die Produktion rund um die Uhr oder im Mehrschichtbetrieb läuft oder bestehende Systeme auf eigenständige Pumpen oder Venturi-Injektoren angewiesen sind.
Leistungserhalt durch vorbeugende Wartung
Die Energieeffizienz hängt nicht nur von der ursprünglichen Systemauslegung ab, sie beruht auch auf einer konsequenten Wartung im Laufe der Zeit. Regelmäßige vorbeugende Wartung stellt sicher, dass Vakuumpumpen mit optimaler Leistung arbeiten. Wenn Komponenten wie Filter, Dichtungen oder interne Teile verschlissen sind oder nicht ordnungsgemäß gewartet werden, muss das System mehr leisten, um das gleiche Vakuumniveau zu erreichen.
Warum Wartung wichtig ist
- Erhält den optimalen Wirkungsgrad der Pumpe
- Verhindert unnötigen Energieverbrauch
- Verringert das Risiko unerwarteter Ausfallzeiten
- Verlängert die Lebensdauer der Anlage
Eine schlecht gewartete Vakuumpumpe kann zu höherem Energieverbrauch, verminderter Leistung und erhöhten Betriebskosten führen. Im Gegensatz dazu gewährleistet ein gut gewartetes System einen stabilen Wirkungsgrad und einen vorhersehbaren Betrieb.
Erfahren Sie mehr über unsere Lösungen für vorbeugende Wartung und Instandhaltung, damit Ihre Vakuumsysteme stets mit maximaler Effizienz arbeiten.
Energieeffizienz in der Praxis
Die tatsächliche Wirkung dieser Lösungen zeigt sich im täglichen Betrieb. Auch wenn die Ergebnisse je nach Anwendungsbereich und Bedingungen variieren, veranschaulichen konkrete Fallbeispiele aus der Industrie die potenziellen Vorteile.
- Lebensmittelverpackung – Vakuumversiegelung (Fertiggerichte)
Ein Hersteller von Lebensmittelverpackungen, der drei Verpackungslinien betreibt, setzte bisher neun ölgeschmierte Vakuumpumpen ein.
| Lösung | Ergebnisse |
|
Zentrales System mit:
|
|
Nutzen Sie unser Online-Berechnungstool, um Ihre potenziellen Energieeinsparungen bei Anwendungen in der Lebensmittelverpackung zu schätzen.
- Holzbearbeitung – CNC-Bearbeitung (Crystal Doors)
Der Holzverarbeitungshersteller Crystal Doors hat seine Vakuumversorgung für die CNC-Bearbeitung und Vakuum-Werkstückspannanwendungen optimiert.
| Lösung | Ergebnisse |
|
Zentrales System mit:
|
|
Nutzen Sie unser Online-Berechnungstool, um Ihre potenziellen Energieeinsparungen in der Holzbearbeitung und bei CNC-Anwendungen zu schätzen.
Lesen Sie die vollständige Fallstudie zu Crystal Doors, um mehr über das gesamte Projekt und die Ergebnisse zu erfahren.
Zur Fallstudie von Crystal Doors
- Kunststoffe & Gummi – CNC-Bearbeitung (Carville)
Ein Hersteller, der mehrere CNC-Drehmaschinen, Dreh-Fräszentren, 4- und 5-Achsen-Bearbeitungszentren sowie Roboterzellen betreibt, verwendete ein ineffizientes, auf einem Venturi-Prinzip basierendes Vakuumsystem.
| Lösung | Ergebnisse |
|
Ersatz durch ein zentralen Becker-Vakuumsystem:
|
Energieeinsparungen: Daten stehen noch aus
|
Lesen Sie die vollständige Fallstudie zu Carville, um mehr über das gesamte Projekt und die Ergebnisse zu erfahren.
- Sekundärverpackung – Tee (Pick & Place)
Eine von Jacobs Douwe Egberts betriebene Verpackungsanlage setzte 30 eigenständige Pumpen und 6 Injektoren ein.
| Lösung | Ergebnisse |
|
Zentrales Becker-System:
|
|
Erfahren Sie, wie zentralisierte Vakuumsysteme den Energieverbrauch bei Jacobs Douwe Egberts deutlich gesenkt haben.
Zur Fallstudie von Jacobs Douwe Egberts
Unterstützung der Nachhaltigkeitsziele
Die Verbesserung der Energieeffizienz in Vakuumsystemen trägt direkt zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen bei, indem sowohl der Stromverbrauch als auch die damit verbundenen CO₂-Emissionen gesenkt werden.
Da diese Systeme oft im Dauerbetrieb laufen, können bereits moderate Effizienzsteigerungen zu einer erheblichen Verringerung der Scope-2-Emissionen und des gesamten ökologischen Fußabdrucks führen.
Zu den wichtigsten Vorteilen zählen ein geringerer Energieverbrauch mit sofortiger CO₂-Reduzierung, messbare KPIs für die ESG-Berichterstattung (eingesparte kWh, vermiedene tCO₂), die Unterstützung der Norm ISO 50001 und von Energiemanagementprogrammen sowie ein geringerer Sekundärenergieverbrauch (Kühlung, Belüftung, Druckluft). Da die Einsparungen quantifizierbar sind, lassen sie sich problemlos in die Rahmenwerke für Unternehmensnachhaltigkeit und Energiemanagement integrieren – und tragen direkt zu den Zielen der CO₂-Neutralität sowie den Anforderungen der ESG-Berichterstattung bei.
Durch die Kombination von VARIAIR (VSD), Trockenlauftechnologie, bedarfsgerechter Dimensionierung und zentralisierten Systemen können Hersteller den Energieverbrauch senken, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen, Prozesse stabilisieren und gleichzeitig die Umweltbelastung verringern sowie Nachhaltigkeitsziele bei gleichzeitigen Kosteneinsparungen erreichen.
Langfristiger Mehrwert über Energieeinsparungen hinaus
Zwar sind Energieeinsparungen oft der Hauptgrund, doch bietet die Optimierung von Vakuumsystemen auch einen erheblichen langfristigen betrieblichen Mehrwert. Effiziente Systeme laufen gleichmäßiger, schonen die Komponenten und verringern die Häufigkeit ungeplanter Ausfallzeiten. Dies führt zu einer besser vorhersehbaren Produktion, einer verbesserten Prozesssicherheit und weniger Störungen, die sich auf den Output und die Qualität auswirken können.
Darüber hinaus führen geringerer mechanischer Verschleiß und vereinfachte Wartung zu einer verlängerten Lebensdauer der Anlagen und geringeren Wartungskosten. In Kombination mit einer langfristig stabilen Energieeffizienz tragen diese Vorteile zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten (TCO) und einer höheren Kapitalrendite über den gesamten Lebenszyklus des Systems bei.
Über die Senkung der Energiekosten hinaus bieten effiziente Vakuumsysteme folgende Vorteile:
- Erhöhte Betriebssicherheit
- Geringere Wartungskosten
- Längere Lebensdauer der Anlagen
- Verbesserte Prozesskonsistenz
Fazit
Bei der Verbesserung der Energieeffizienz in Vakuumsystemen geht es nicht um eine einzelne Anpassung, sie ist das Ergebnis eines ganzheitlichen Optimierungsansatzes. Durch die Kombination von Drehzahlregelung, Trockenlauftechnologien, richtiger Anlagenauslegung, zentralisierten Architekturen und regelmäßiger Wartung können Hersteller den Energieverbrauch deutlich senken und gleichzeitig die Betriebsleistung aufrechterhalten oder sogar verbessern.
Die vorgestellten Beispiele verdeutlichen, dass nennenswerte Einsparungen keine Theorie sind. Sie werden bereits branchenübergreifend in Bereichen wie der Lebensmittelindustrie, der Holzverarbeitung, der Kunststoffindustrie und der Verpackungsindustrie erzielt und führen zu messbaren Reduzierungen des Energieverbrauchs, der Kosten und der Umweltbelastung.
Über die unmittelbaren Einsparungen hinaus tragen diese Verbesserungen zur langfristigen Wettbewerbsfähigkeit bei, indem sie die Gesamtbetriebskosten senken, Nachhaltigkeitsziele unterstützen und die Prozesssicherheit erhöhen.
Im heutigen industriellen Kontext ist die Optimierung von Vakuumsystemen eine der effektivsten, messbarsten und am leichtesten umsetzbaren Möglichkeiten, sowohl die Energieeffizienz als auch die allgemeine Betriebseffizienz zu steigern.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
| Wie viel Energie lässt sich mit einem Vakuumpumpensystem tatsächlich einsparen? |
|
Die Einsparungen variieren je nach Anwendung, aber die praktischen Ergebnisse aus Becker-Installationen reichen von etwa 20 % bis zu 71 %, abhängig von der eingesetzten Technologie (Drehzahlregelung, trockenlaufende Pumpen, bedarfsgerechte Dimensionierung) und der bisherigen Betriebsweise des Systems. Die größten Einsparungen ergeben sich in der Regel durch den Ersatz mehrerer Einzelpumpen durch ein zentrales System. |
| Was ist der Unterschied zwischen trockenlaufenden und ölgeschmierten Vakuumpumpen hinsichtlich der Energieeffizienz? |
|
Trockenlaufpumpen (wie z. B. Klauen- und Lamellenpumpen) arbeiten ohne interne Ölzirkulation, wodurch Energieverluste durch Ölkühlung, Filtration und höhere innere Reibung vermieden werden. Das bedeutet, dass ein größerer Teil der Eingangsleistung direkt in nutzbares Vakuum umgewandelt wird und der Wirkungsgrad über die Zeit stabil bleibt, anstatt durch Alterung des Öls oder Verschleiß der Komponenten abzunehmen. |
| Ist ein zentralisiertes Vakuumsystem immer energieeffizienter als einzelne Pumpen? |
|
Zentralisierte Systeme bieten in der Regel die größten Effizienzgewinne, wenn mehrere Maschinen gleichzeitig Vakuum benötigen, die Produktion kontinuierlich oder über mehrere Schichten hinweg läuft oder die bestehende Anlage auf Einzelpumpen oder Venturi-Injektoren basiert. Unter diesen Bedingungen vermeidet ein gemeinsames System die bei dezentralen Anlagen häufig auftretende Überdimensionierung, Leerlauf und schlechte Lastverteilung. |
| Inwiefern trägt die Verbesserung der Effizienz von Vakuumsystemen zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen bei? |
|
Da Vakuumpumpen oft im Dauerbetrieb laufen, führen bereits moderate Effizienzsteigerungen zu messbaren Einsparungen beim Stromverbrauch und bei den Scope-2-CO₂-Emissionen. Diese Einsparungen sind quantifizierbar (eingesparte kWh, vermiedene tCO₂) und lassen sich daher leicht in die ESG-Berichterstattung und in Energiemanagement-Rahmenwerke wie ISO 50001 integrieren. |
Möchten Sie Ihre Energieeffizienz verbessern?
Die Experten von Becker können Ihr aktuelles Vakuumsystem bewerten und praktische Möglichkeiten zur Senkung des Energieverbrauchs und der Betriebskosten aufzeigen.
Kontaktieren Sie uns, um mehr zu erfahren
Autor: Becker France SARL
Follow us: