ZF緩衝装置に求められる空気容量増とコスト節減

非効率な圧縮空気システムと未利用で放置される大量のエネルギー - アイトルフにあるZF Friedrichshafen社のManuel Baumgarten氏には、圧縮空気システムの交換を考える十分な理由がありました。少しの忍耐とケーザー社のカスタマイズしたソリューションがあれば、コスト削減と排熱回収が実現します。

これ以上の効率は望めません。ケーザー社エアー・センターのボイラーに添付される資料には、製品情報が詳細に記載されていました。資料は、アイトルフ工場のメンテナンス部長Manuel Baumgarten氏が個人的に取り寄せたものでした。ZF Friedrichshafen AG社のアイトルフ工場では、緩衝装置を製造しています。部屋に入ると、システムの効率とコスト効率を示す詳細なデータが目につきます。このデータとともに、ケーザー社の黄色と黒の装置が設置される前の状況も掲示されています。このシステム導入がBaumgarten氏の功績であることは明らかです。

アイトルフでは3つの生産ラインを日夜フル稼働して、1日3万台、年間700万台の緩衝装置を生産しています。週末には生産が停止されますが、日曜の夕方には始動します。そのため、ダウンタイムが発生すると、即座にコストが発生します。生産マネージャーのAndreas Adolphs氏も、コンプレッサーを通常の稼動時に入れ替えることが本当に可能なのかと疑問を抱いていました。しかし、従来通りの操業を続けたくなければ、予測可能なリスクを取る以外の道はありませんでした。

システム入れ替えの決断後、必要なスキルと経験を有するサービスプロバイダーを探す必要がありました。ケーザー社はこの要件にぴったりです。

ボーフムのケーザー社技術コンサルタントNorbert Hagesが、この機会に乗り出しました。Baumgarten氏との予備会議と協議の後、Hagesはケーザー社と競合他社の違いとお客様にメリットを確実に提供する理由を説明しました。

Hagesが薦めたシグマ・エア・ユーティリティーオペレーターモデルは、ZF Friedrichshafen AG社が緊急に求める柔軟性とリスクコントロールを実現します。さらに、この提案では安定供給とダウンタイムの抑制も確約されています。「当初から良い感触でした」と、ケーザー社エンジニアは振り返ります。しかし、お客様はこれ以上のものを求めていました。排熱を利用する方法がないものか？Norbert Hagesはこれに対してある提案をしました。

ケーザー社の提案はまさにお客様が求めていたものでした。排熱再利用は環境にやさしいだけではなく、経済的なメリットも侮れません。しかし、工程の排熱は緩衝装置洗浄バスに求められる60°Cを維持するのに十分でしょうか？

この目標は必ず実現しなければなりません。しかし、それには決断が必要です。

ついに、アイトルフから電話が入りました。「Hagesさん、ケーザー社とのプロジェクトを実行したいと思います。」

しかし、このプロジェクトは、圧縮空気装置の分解と設置にとどまりません。設置エリアを一旦空にして、全面的に改装する必要がありました。

ここには、5基のコンプレッサーと4台の冷凍式ドライヤーが設置されていました。温水を洗浄バスに搬送するため、ホースとステンレス鋼製のパイプが敷設されました。専門会社に依頼して、水力バランスの設定、ポンプと温度センサーの較正、熱流計の最適化を実施しました。

洗浄バスの温度を60°Cに一定に維持するため、制御ユニットと三方弁を導入しています。温水の供給に問題が発生した場合には、ガス温水システムが起動します。以上が計画の概要です。

設置後、ヒッチ1つのみで、すべての作業が完璧に進みました。排熱再利用システムの性能はまだ一定の水準に達していません。Manuel Baumgarten氏とNorbert Hagesはこれに失望しました。電気エネルギー入力の最大76％を再利用する目標に反して、わずか45％しか達成できていませんでした。期間を延長して対策を講じても、状況は変わりませんでした。システム設定を微調整しても、性能は改善しません。結果に何か誤りがあったのでしょうか？そうだとすれば、理由は何でしょうか？

対応を数週間検討した後、発見の瞬間が訪れました。これまで測定は、温水が冷水と混合されるパイプのカーブ部分の横で実施していました。これにより、水流に破壊的な乱れが発生し、測定値にエラーが生じていました。トラブルシューティングが完了しました。「常に学ぶことがあります」と、Norbert Hages氏は言います。「システムの設置だけでは不十分です。当社の機器はすべて、カスタマイズソリューションです。既製品のように、すばらしい成果はたやすく達成できません。」

測定結果も正確に得られるようになり、システムでは最適の排熱再利用レベルを達成しています。「見事な成果です」と、Hagesは言います。エンジニアであり、管理者であるBaumgarten氏もこの成果を歓迎しています。「システムが高い効率を達成したため、エネルギーコストを年間114,000ユーロも節約できました。こればかりか、排熱再利用による34,000ユーロの利得も得られました。これは年間40世帯の暖房に十分な費用です。さらに、メンテナンスコストは25,000ユーロです。洗浄バスを予熱するため、日曜日の夕方に30分早くコンプレッサーを始動しても、ZF社では排熱再利用だけで大幅な節約を実現しました。

さらに、CO₂排出も大幅に抑えています。CO₂ 1トン当たり約1,667 Kwhで換算すると、電力の節約（76万KWh）と加工時の排熱再利用（96万KWh）を合わせて年間約1,000トンのCO₂削減となります。

これは達成した成果の一例にすぎません。投資はすでに全額償却しました - 関係者全員に全力の取り組みが求められた最先端の困難なプロジェクトで達成した成果を、Manuel Baumgarten氏が誇らしく思うのも当然です。「5年間です！少なからぬ圧縮空気サプライヤーが離脱したことでしょう」と、工場の人々に尊敬を込めて「ミスター契約」と呼ばれるBaumgarten氏は振り返ります。そして、微笑みながら付け加えました。「私たちは決してあきらめませんでした。幸運なことに、当社とケーザー社のどちらもです。」

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