Steigerung der Energieeffizienz des pneumatischen Fasertransportes
von Christian MöbitzDie Textilindustrie zählt zu den energieintensivsten Branchen des produzierenden Gewerbes. Etwa 45 - 50 % der Energiekosten in der Faservorbereitung entfallen auf den pneumatischen Fasertransport. Um Verstopfung der Fördersysteme sowie die Schädigung und Kompaktierung der Fasern zu vermeiden, sind die Förderventilatoren meist um rund 30 % überdimensioniert und werden bei maximaler Drehzahl betrieben. Ziel der Entwicklung ist die Reduzierung der Luftgeschwindigkeit um mindestens 30 %.
Die Möglichkeiten zur geometrischen Optimierung der Fördersysteme sind baulich bedingt begrenzt. Das größte Potenzial ist durch die Reduzierung der Luftgeschwindigkeit und damit der Drehzahl der Förderventilatoren gegeben. In der Dissertation wird daher ein Mess- und Regelungssystem entwickelt, mit dem die Drehzahl des Förderventilators in Abhängig des Transportzustandes der Fasern und der Flocken energieoptimiert geregelt wird.
Als signifikanteste Messgrößen für den Transportzustand werden der Verteilungsgrad der Fasern sowie die zeitliche Förderschwankung des Faserstromes ermittelt. Aus den Versuchen an einem industriellen Fasertransportsystem wird ein Systemmodell abgeleitet. Für die Ermittlung des Transportzustandes wird ein Sugeno-Netz entwickelt. Die Validierung der Zustandserkennung erfolgt sowohl anhand der Modell- als auch der Rohdaten aus dem Industrieversuch.
Die Reduzierung der Luftgeschwindigkeit um 30 % führt zu einer Minderung des Energieverbrauchs um rund 65 %. Für einen mittelgroßen Förderventilator mit 12,5 kW Leistung resultiert ein jährliches Einsparpotenzial von rund 9.000 €. Die Amortisationsdauer beträgt 1 Jahr. Im Industrieversuch ist je nach gewünschtem Transportzustand eine Energieeinsparung von bis zu 74 % möglich.
