DE102016003817A1

DE102016003817A1 - Smart Pressure Grid mit modularen Turbomaschinen für Luft und andere Gase

Info

Publication number: DE102016003817A1
Application number: DE102016003817.9A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Hasemann; Robertus Philipus Lammers; Klaus Bubbel; Jueun Lee
Original assignee: Ccturbo GmbH
Current assignee: Ccturbo GmbH
Priority date: 2016-03-26
Filing date: 2016-03-26
Publication date: 2017-09-28

Abstract

Derzeitig aktuelle Druckluftnetze stellen dem Verbraucher das Medium auf nur einem Druckniveau zur Verfügung und Verbraucher mit geringeren Druckanforderungen werden über Druckminderer gespeist. Dies ist mit erheblichen Verlusten verbunden. Die Abluft wird in der Regel abgeblasen. Das Smart Pressure Grid mit modularen Turbomaschinen Stufen soll im Gegensatz dazu Druckluftnetze parallel auf unterschiedlichen Druckniveaus zur Verfügung stellen, so daß jeder Verbraucher das Medium seinen Anforderungen gemäß direkt abnehmen kann und nicht über Druckminderer. Für die Abluft soll die Möglichkeit des Recyclings bestehen. Beim Smart Pressure Grid arbeiten modulare Turbomaschinen Stufen zwischen den Drucknetzen mit unterschiedlichen Niveaus und verdichten nur das Medium das aktuell benötigt wird. Das Zusammenwirken der hoch effizienten Turbo-Module wird durch eine Smart Pressure Grid Management Software gesteuert. Die Abluft kann im Smart Pressure Grid gesammelt und bei entsprechendem Energieinhalt direkt oder über Expander-Charger recycelt werden. Das Smart Pressure Grid eignet sich für alle Anwendungen, bei denen Druck auf unterschiedlichen Niveaus benötigt wird und optimiert den Energieverbrauch, indem nur das Medium verdichtet wird, das aktuell auch benötigt wird. Neben Neuinstallationen eignet sich das Smart Pressure Grid auch zur effizienten Sanierung bestehender Netze.

Description

Smart Pressure Grid für Luft und andere Gase mit modularen Turbomaschinen Stufen.
Es ist bekannt, dass heutige Druckluftversorgungsanlagen in der Regel zentral in speziellen Räumen aufgestellt sind und das Netz bei einem bestimmten Druckniveau speisen [1, 2, 3, 4]. Es werden dabei möglichst größere Kompressoreinheiten eingesetzt, die für die Maximalanforderungen des Verbrauchs inklusive Leckagen, Sicherheiten und Standby, bzw. Reserve ausgelegt sind. Meistens gibt es nur ein Druckluftnetz das den höchsten benötigten Druck zur Verfügung stellt und alle Verbraucher mit der Anforderung geringerer Drücke werden über Druckminderer aus dem gleichen Netz versorgt, wobei die Hersteller der Druckluftanlagen postulieren, die Verbraucher mögen sich an einen einheitlichen Druck anpassen, um die Effizienz des Systems insgesamt zu steigern. Diese traditionelle Art der Installation ist vom Bauaufwand zwar günstig, der Betrieb erzeugt aber sehr hohe Energiekosten (ca. 80% Betriebskosten), da das gesamte Medium erst auf den höchsten Druck gebracht werden muß und dann auf den jeweils benötigten Druck lokal entspannt wird. Eine energieeffizientere Lösung würde deshalb einen höheren Bauaufwand grundsätzlich rechtfertigen. Druckluft ist eine sehr kostenintensive Energieform und die Kosten steigen mit dem Netzdruck erheblich an [1,2]. Bei diesen klassischen Netzen bedeutet dies aber auch, dass Leckagen im Netz immer bei dem höchsten Druck auftreten und somit auch die höchsten möglichen Leckageverluste generieren. Z. B. vervierfachen sich die Energieverluste bzw. Kosten bei 12 bar Netzen gegenüber denen von 6 bar Netzen [3].
Die eingesetzten Kolbenverdichter, Schraubenverdichter oder Turboverdichter sind in der Regel komplex aufgebaut, ja teilweise sogar mehrstufig, und sie können nur einen einzigen Enddruck liefern, da Anzapfungen bei Zwischendrücken technisch unmöglich sind. Da der Verbrauch zudem sehr stark schwanken kann, arbeiten die großen Einheiten meist unter Teillast und somit nicht sehr effektiv. Ausfälle und Wartungsarbeiten sind in dieser klassischen Konstellation problematisch und können zu kostenintensiven Ausfallzeiten führen. Weiterhin ist anzumerken, dass bei klassische Druckluftanlagen nicht nur der Verbraucher mit den höchsten Druckanforderungen für das Gesamtnetz maßgeblich ist, sondern dass auch der Tatsache nicht Rechnung getragen wird, dass viele Verbraucher saubere oder aber kontaminierte Abluft in die Umgebung abblasen, deren Energieinhalt nicht recycled wird. Das Verhältnis von aufgewandter Energie zu der tatsächlich genutzten Energie ist in einer deutlichen Schieflage und nicht mehr zeitgemäß.
Die obigen Ausführungen zeigen deutlich die Schwachstellen heutiger zentraler Druckluftnetze, die in erster Linie darin liegen, dass man mit nur einem, dem höchsten Druckniveau, arbeitet und die höheren Erzeugungs- und Leckagekosten in Kauf nimmt. Dies wird den Anforderungen vieler Anwender nicht gerecht, die Verbraucher auf unterschiedlichen Druckniveaus betreiben, und die Ihre Energiekosten senken müssen. Dabei ist anzunehmen, das diese Verbraucher von Druckluft mit Sicherheit bezüglich Druckniveau und Volumenstrom optimiert sind.
Einige dieser Nachteile ergeben sich nicht bei der dezentralen Drucklufterzeugung, welche lange Druckluftleitungen überflüssig macht und auch das Risiko für Leckagen senkt. Nachteilig bei der dezentralen Druckluftversorgung ist unter anderem die weniger gleichmäßige Luftabnahme was zu einer insgesamt niedrigeren Auslastung des Gesamtsystems sowie höheren Leerlaufverlusten führt.
Diese negativen Punkte traditioneller heutiger Netze werden durch das in dieser Erfindung vorgestellte Smart Pressure Grid für Luft und andere Gase mit modularen Turbomaschinen Stufen beseitigt, indem die Druckluft verbrauchergerecht und energie- bzw. kostenoptimiert nur erzeugt wird, wenn sie auch benötigt wird.
Smart Pressure Grid Druckluftnetze gestalten die Druckluftversorgung durch das Zusammenspiel von Erzeugung, Nachbehandlung, Speicherung, Recycling, Netzmanagement und Verbrauch in einem Gesamtsystem effizienter. Dabei werden neben großen Kompressormodulen auch kleinere Kompressor-Einheiten eingesetzt und es wird im Prinzip nur das Medium komprimiert, das auch aktuell benötigt wird. Das Smart Grid besitzt statt einem Netz auf hohem Druckniveau aus dem alle Verbraucher direkt oder über Druckminderer gespeist werden, Netze mit verschiedenen Niveaus, aus denen die Verbraucher direkt und somit optimal gespeist werden können [5]. Die Verdichtung der Luft im Smart Grid erfolgt durch modulare optimierte einstufige Kompressoreinheiten, die sowohl vom Umgebungsdruck, als auch zwischen den Netzen mit unterschiedlichem Niveau arbeiten. Durch den Verzicht auf Mehrstufigkeit können die einzelnen Module mit sehr hoher Effizienz ausgelegt werden und sind zudem technisch einfacher beherrschbar. Die hohen Wirkungsgrade von direkt angetriebenen Turbokompressoren prädestinieren diese für den Einsatz im Smart Grid, wobei eine spezielle Steuerungssoftware in Verbindung mit einem SBOV, d. h. mit einem Smart Blow Off Valve, dass in der Lage ist, die Pumpgrenze sicher zu verschieben, einen Betrieb ohne Pumpen sicherstellt. Zudem sind diese Turbos von Natur aus ölfrei was eine hohe Druckluftqualität bei konstant niedrigen Kosten garantiert [2]. Das intelligente präemptive Netzmanagement macht einen gezielten bedarfsgesteuerten Einsatz der Kompressormodule im Smart Grid möglich und sorgt für erhebliche Einsparungen sowie einen effizienteren Einsatz der Energie, indem es jederzeit über im gesamten Smart Grid installierte Sensoren einen Überblick über die Situation hat und frühzeitig agieren kann, statt wie in herkömmlichen Systemen zu reagieren. Dabei werden Erzeugung, Kühlung/Trocknung, Speicherung und Recycling modular getrennt, womit die Einheiten besser wart- und austauschbar sind. Die Energie- und somit Kosteneinsparungen amortisieren die zusätzlichen Investitionen in das Netz innerhalb kürzester Zeit.

[1] Druckluft-Handbuch Herausgeber: Erwin Ruppelt 4. Auflage 2002, 542 Seiten, PDF-eBook, ISBN: 9783802724107
[2] Handbuch der Drucklufttechnik 6. Ausgabe Herausgeber: Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH Kommunikation Langemarckstr. 35 45141 Essen
[3] Druckluft effizient nutzen – Praxisleitfaden für Energieeffizienz und Kosteneinsparung 1. Auflage, April 2012 © IHK Nürnberg für Mittelfranken
[4] Drucklufttechnik Grundlagen und Praxis-Tipps Kaeser Kompressoren SE 96410 Coburg Postfach 2143 produktinfo@Kaeser.com
[5] Druckluftratgeber Gerhard Ulz, Landes Energie Verein Steiermark Burggasse 9/II 8010 Graz April 2006

Bild 1 zeigt ein Standard Druckluftnetz mit der Erzeugerseite, bestehend aus Kompressor, Druckluftspeicher und Trockner und einer Verbraucherseite mit der Hauptleitung, den Stichleitungen und den Verbrauchern. Hier wird nur ein Druckniveau zur Verfügung gestellt und unterschiedliche Verbraucher müssen entsprechend angepasst werden.
In Bild 2 ist das gleiche Druckluftnetz mit einer etwas modifizierten Verbraucherseite zu sehen. Hier sorgt eine Ringleitung für eine bessere und verlustärmere Versorgung der einzelnen Verbraucher.
Die Basissymbole für die wesentlichen Teile und Module des Smart Pressure Grid sind in Bild 3 dargestellt. m stellt den Hochgeschwindigkeits-Elektromotor dar, der durch den Einsatz von Magnetlagern oder Luftlagern absolut ölfrei arbeitet. Ein Laufzeug zur Aufnahme einer Radialturbine auf der einen und eines Radialverdichters auf der anderen Seite ist in 1 dargestellt. Es handelt sich hier um eine ölfreie Lagerung ähnlich wir beim Motor. Eine radiale Verdichterstufe ist in v und eine radiale Turbinenstufe ist in t symbolisiert.
In Bild 4 sind die Basismodule des Smart Pressure Grid dargestellt. Die wichtigste Grundeinheit ist mv, die einflutige Turboverdichterstufe mit einem Antrieb durch einen ölfrei gelagerten Hochgeschwindigkeits Elektromotor. In der zweiflutigen Variante – hier nicht dargestellt – befindet sich am 2. Wellenende des Motors eine 2. bis auf die Drehrichtung baugleiche Verdichterstufe. Das mit tmv bezeichnete Modul zeigt eine einflutige Turboverdichterstufe mit ölfreiem Elektromotor, wobei auf dem 2. Wellenende eine Radialturbinenstufe angeordnet ist. Die Turbinenstufe entspannt Abluft aus einem Abluftnetz des Smart Grids und unterstützt den E-Motor beim Antrieb des Verdichters. Dieses Modul kann auch als E-Turbo bezeichnet werden und zeigt, wie im Smart Grid System Energie zurückgewonnen wird. tiv zeigt dann die Version, bei der die Turbinenstufe die Verdichterstufe direkt antreibt, wobei beide Stufen mit der ölfreien Lagerung quasi das Laufzeug eines Turboladers darstellen. Über die Turbine wird Abluft aus dem Smart Grid entspannt und auf der Verdichterseite wird Frischluft oder vorkomprimierte Luft verdichtet und in das Smart Grid eingespeist. Nachdem der prinzipielle Aufbau und die Funktion der Grundmodule erklärt wurde, wird der Verdichter im folgenden zur Vereinfachung immer ohne seinen Antrieb durch den Motor oder die Turbine dargestellt.
Die wesentlichen Module der Versorgungsseite eines Smart Pressure Grids sind in Bild 5 zu sehen. Das einstufige Turbokompressor-Modul mit einem SBOV-Abblaseventil verdichtet die Ansaugluft, die aus der Umgebung, oder aus einem anderen Druckluftnetz bzw. Tank angesaugt wird auf ein höheres Druckniveau. Die Luft wird im Nachkühler gekühlt und dann in einem Druckbehälter gespeichert. Über einen Trockner wird die komprimierte Luft den Verbrauchern zugeführt. Im folgenden wird dieser Aufbau in einer verkürzten symbolischen Darstellung, wie in Bild 5 angegeben, benutzt.
In Bild 6 ist eine Smart Grid Drucklufterzeugung bestehend aus mehreren Einheiten einstufiger Turboverdichter dargestellt. Die Grundeinheit A saugt aus Umgebungsluft an, während die nachgeschalteten Stufen B, C und D jeweils aus den vorgeschalteten Netzen ansaugen. Die Ansaugung geschieht dann vorzugsweise aus den Druckluftspeichern. Die Baugröße und die Anzahl der Kompressormodule in den einzelnen Druckniveaus ist unterschiedlich und richtet sich nach dem Bedarf der Verbraucher in den jeweiligen Netzen. Dabei nimmt der Massenstrom zu höheren Leveln hin ab, d. h. die erste Stufe A muß alle Niveaus A bis D bedienen, während Stufe B nur B bis D, C nur C bis D und D nur D versorgen muß. Das Fluid kann in jedem Drucklevel entnommen, oder auf das nächste Niveau weiter verdichtet werden. Die Smart Grid Management Software stellt sicher, dass die aktiven Module das Medium in allen Niveaus rechtzeitig und in ausreichender Menge zur Verfügung stellen. Statt des SBOV-Abblaseventils besitzen die höheren Stufen SBOV-Umblaseventile. Die Nachkühlung, Speicherung und Trocknung erfolgt, wenn erforderlich, in jeder Stufe in separaten Modulen. Das hier dargestellte Smart Grid stellt den Verbrauchern 4 Druckniveaus in separaten Netzen zur Verfügung. Für jedes Netz wird nur der notwendige Druck und der erforderliche Volumenstrom bereitgestellt.
Neben der Staffelung der Netze erlaubt das Smart Grid auch eine Verästelung, bzw. Verzweigung der Drucklufterzeugung, d. h. ausgehend von einem Netzniveau können mehrere verschiedene Niveaus erzeugt werden. Bild 7 veranschaulicht dies und zeigt an einem Beispiel, dass hier im Smart Grid 6 verschiedene Druckniveaus angeboten werden. Die Verzweigung erlaubt eine sehr feine Abstufung der unterschiedlichen Druckniveaus.
In Bild 8 sieht man das Druckluftverbrauchernetz. Beim Smart Grid besteht es aus mehreren parallelen Druckluftnetzen mit unterschiedlichen Druckniveaus. Auch beim Smart Grid sind Stichleitungen und Ringleitungen möglich. Die Netze werden gebündelt, wobei man das dann als mehradrige Führung bezeichnet, oder auch separat geführt. Bei der Mehradrigkeit stehen dem Kunden, bzw. Verbraucher mehrere Drücke am gleichen Ort zur Verfügung, während bei separater Führung weniger Drücke angeboten werden. Dies hängt von der Planung und den Erfordernissen ab. Die hohe Flexibilität des Smart Grids erlaubt auch die problemlose Einbindung bestehender Netze in das Gesamtsystem. Neben der sinnvollen Anordnung der Druckluftversorgungseinheiten in einem zentralen Kompressorraum, erlaubt das Smart Grid auch dezentrale Aufstellungen, wenn dies die für den Verbraucher sinnvollere weil effizientere Lösung ist.
So können einzelne Turbokompressormodule wie in Bild 9 gezeigt, auch dezentral angeordnet in Netze einspeisen, wobei dies sowohl kleinere lokale Inselnetze mit speziellen Druckanforderungen im Smart-Grid sein können, als auch von der zentralen Versorgung weit entfernte Netzbereiche. Dies trägt zur Verminderung der Druckverluste und des effizienteren Energieeinsatzes bei. Diese dezentralen Turbo Booster sind mit einer speziellen Schalldämmung ausgestattet, die die Aufstellung im Produktionsbereich unproblematisch macht. Die in den Bildern 8 und 9 symbolisch angegebenen Turboverdichterstufen werden immer direkt angetrieben. Der Antrieb erfolgt in der Regel durch einen Hochgeschwindigkeits-Elektromotor. In diesem Fall kann der Verdichter einflutig oder zweiflutig sein. Die symbolische Darstellung kann aber auch mehrere Verdichtereinheiten repräsentieren, die parallel arbeiten. Der Antrieb der Verdichterstufen kann auch direkt durch radiale Expander wie beim Turbolader erfolgen, oder über einen radialen Expander der den E-Motor unterstützt. Der Expander wird in jedem Fall aus einem Abluftstrang des Smart Grids mit gebrauchter Luft versorgt, deren Energie auf diese Weise zurückgewonnen wird. Der Abluftstrang kann Teil eines mehradrigen Netzes sein und muss nicht separat geführt werden. Verbraucher können Ihre Abluft mit ausreichend Restüberdruck direkt oder über einen Druckminderer in das Abluftnetz einspeisen und so dem Recycling-Prozess zuführen. Abluft mit ausreichender Qualität und ohne Verunreinigungen kann auch direkt in ein Netz entsprechenden Druckniveaus einspeisen.
Das Smart Pressure Grid ist mit verschiedenen Sensoren, wie z. B. Drucksensoren, Temperatursensoren, Durchflusssensoren u. s. w. ausgestattet, die den zeitlichen und räumlichen Zustand der Netze und Module online erfassen. Mit diesen Informationen und durch die Kommunikation mit der Kontroll- und Steuersoftware in den Modulen ist die Smart Grid Management-Software in der Lage, den Betrieb des Smart Grid zu steuern und die Anforderungen der Verbraucher zu befriedigen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen reagierenden Druckluftsystemen agiert die Smart Grid Software auf der Basis der umfangreichen Informationen, die sie entsprechend auswertet. Die Smart Grid Management-Software hat einen Zwilling in der digitalen Welt, die Smart Grid Simulation-Software. Der digitale Zwilling enthält die gleichen Module und Algorithmen und kann das statische und dynamische Verhalten eines real existierendes Smart Grid System im digitalen simulieren. Dies ermöglicht es, sowohl Neuinstallationen, als auch ein Upgrade existierender klassischer Netze vor der Realisierung in der Digitalen Welt zu simulieren und zu optimieren. Dank des modularen Aufbaus des Smart Grids, ist so eine sichere Umsetzung in die reale Welt gegeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Herausgeber: Erwin Ruppelt [0007]
4. Auflage 2002 [0007]
542 Seiten, PDF-eBook [0007]
ISBN: 9783802724107 [0007]
Langemarckstr. 35 [0007]
45141 Essen [0007]
1. Auflage, April 2012 [0007]
Drucklufttechnik Grundlagen und Praxis-Tipps [0007]
Kaeser Kompressoren SE [0007]
96410 Coburg [0007]
Postfach 2143 [0007]
produktinfo@Kaeser.com [0007]
Gerhard Ulz, Landes Energie Verein Steiermark Burggasse 9/II [0007]
8010 Graz [0007]
April 2006 [0007]

Claims

Smart Pressure Grid mit modularen Turbomaschinen Stufen für Luft und andere Gase, bestehend aus einem System aus Druckluftnetzen mit unterschiedlichen Druckniveaus und modular aufgebauten Turbokompressor/Turboexpander-Charger- Stufen die zwischen den einzelnen Druckniveaus arbeiten und das Medium verdichten bzw. entspannen dadurch gekennzeichnet, dass einstufige optimierte Turbokompressor/Turboexpander-Charger-Stufen zwischen den einzelnen Netzen arbeiten und die unterschiedlichen Druckniveaus erzeugen, die von den Verbrauchern gleichzeitig parallel genutzt werden können, wobei ein optimales Management der modularen Erzeugung, Kühlung/Trocknung, Speicherung und dem Recycling von in speziellen Netzen gesammelter Abluft durch die ExpanderCharger, es erlaubt, die geforderten Drücke und Volumenströme direkt bereitzustellen, indem die unterschiedlichen Druckniveaus durch Kompression erzeugt werden und nicht wie bisher üblich, durch Expansion aus einem Netz mit höherem, bzw. dem höchsten Druck.
Ansprüche nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Smart Pressure Grid bezüglich der Druckerzeugung und Bereitstellung modular aufgebaut ist und bezüglich der Verteilung auch mehradrig, wobei die Modularität der Komponenten neben einer einfachen Wartung und Austauschbarkeit auch die Optimierung jedes Moduls erlaubt und die Gesamtanlage somit nicht nur weitaus effizienter sondern auch wartungsfreundlicher und zuverlässiger gegenüber den herkömmlichen Anlagen ist, und wobei die Mehradrigkeit neben der aufwendigeren separaten Verlegung der einzelnen Netze, die Bündelung zu quasi mehradrigen Rohrleitungsnetzen erlaubt, die eine einfachere und platzsparendere Installation erlaubt.
Modulare Turbomaschinen Stufen nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbo-Kompressor Stufen sowohl vom Umgebungsdruck in ein Netz einspeisen, als auch zwischen den mit Druck beaufschlagten Netzen arbeiten und das Medium von einem niedrigeren auf ein höheres Netzdruckniveau verdichten, wobei die Stufen sowohl gestaffelt d. h. in Reihe als auch verzweigt, d. h. teilweise parallel arbeiten, und dass die Turbo-Expander Stufen als Expander-Charger (Turbolader) Abluft aus den Abluftnetzen des Smart Grids expandieren und mit dieser recycelten Energie Turbo-Kompressor Stufen antreiben, die in Versorgungsnetze einspeisen.
Modulare Turbomaschinen Stufen nach Patentanspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese als einstufige Radialverdichter bzw. als einstufige Radialexpander-Charger (Turbolader) aufgebaut sind, die direkt, d. h. ohne Getriebe, von einem High Speed Elektromotor über einen stufenlos regelbaren Frequenzumrichter (VFD) angetrieben werden, wobei die Stufen aerodynamisch optimiert, modular aufgebaut und dadurch teilweise im Netz austauschbar sind. Die Expander-Charger können dabei als reine Turbolader ohne E-Motor, oder als E-Turbolader, d. h. mit Unterstützung durch einen High Speed Elektromotor, konzipiert sein.
Modulare Turbomaschinen Stufen nach Patentanspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle, bzw. der Rotor der High Speed Elektromotoren bzw. der Expander-Charger absolut ölfrei gelagert sind, wie z. B. in Magnetlagern oder dynamischen bzw. statischen Luftlagern.
Modulare Turbomaschinen Stufen nach Patentanspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese sowohl einflutig, d. h. mit einer Stufe am Motor, als auch zweiflutig, d. h. mit je einer Stufe an den beiden Enden des Motors, ausgeführt sein kann, wobei beim Expander-Charger mit E-Motor (E-Turbo) eine der Stufen eine Radialturbine ist.
Modulare Smart Grid Turbo-Booster nach Patentanspruch 1, 2, 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem allgemein üblichen Betrieb der Turbomaschinen-Module in einem Betriebsraum, diese Turbo Booster teilweise auch dezentral angeordnet in Netze einspeisen, um sowohl kleine lokale Inselnetze mit besonderen Anforderungen im Grid zu versorgen, als auch um von der zentralen Versorgung weiter entfernte Netzbereiche ausreichend zu versorgen, wobei diese Module durch spezielle innere Schalldämmung einen verträglichen Schallpegel gewährleisten.
Präemptive Smart Grid Management-Software mit Sensornetz und digitalem Zwilling nach Patentanspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, dass das optimale Zusammenwirken und präemptive Agieren der verschiedenen Module im Smart Grid Druckluftnetz durch in den Netzen und Modulen applizierte Sensoren, eine in jedem Modul integrierte kommunikative Steuersoftware sowie eine übergeordnete Smart Pressure Grid-Management Software, sichergestellt wird, wobei eine als digitaler Zwilling fungierende Simulationssoftware das statische und dynamische Verhalten des realen Smart Grid Druckluftnetzes simuliert und somit alle Applikationen des Smart Grids in der digitalen Welt verifiziert werden können.
Integration von Abluftnetzen in mehradrige Smart Grid Druckluftnetze nach Patentanspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass neben den mehradrigen Versorgungsnetzen, die durch die Turbomaschinen-Stufen versorgt werden auch Rücklauf- oder Abluftnetze im Smart Grid integriert sind, in die Verbraucher Abluft einspeisen können, um so noch im Prozess vorhandene Überdrücke zu recyclen und für die erneute Verdichtung als Vordruck zu verwenden, bzw. im Falle einer Kontaminierung über Expander-Charger zu recyclen, indem die verbrauchte Luft über den Expander entspannt wird und der Charger die Energie nutzt um Medium auf einen höheren Druck zu verdichten, wobei die bei der Entspannung erzeugte Abkühlung der Luft nach Bedarf auch für Kühlzwecke eingesetzt werden kann.