Effizienter Betrieb von Schraubenkompressoren

Wählen Sie einen Schraubenkompressor? Machen Sie keinen Fehler und lassen Sie sich nicht von einem niedrigen Preis für einen ineffizienten Kompressor verführen. Am Anfang sparen Sie zwar etwas bei den Anschaffungskosten, aber Sie werden während des Betriebs des Kompressors viel mehr draufzahlen, da sein Betrieb unerwartet teuer sein wird.

Wussten Sie, dass es sich lohnt, die Kosten auch bei kleinen Kompressoren zu senken?

Die jährlichen Kosten für die direkte Lufterzeugung belaufen sich bei einem 15-kW-Kompressor auf 180.000,- CZK*?

• In fünf Jahren steigen die Kosten auf 900.000,- CZK, und Kompressoren werden sehr oft 10 bis 15 Jahre lang betrieben?
  * bei einem Strompreis von 3 CZK/kWh und einer jährlichen Laufzeit von 4.000 Betriebsstunden unter Last

Wie Sie auf dem Bild sehen können, macht der Energieverbrauch die Hälfte der Betriebskosten aus. Eine geeignete Ausführung und ein sparsamer Betrieb können Einsparungen von bis zu 25 % bringen.

Verbesserung der mechanischen Effizienz eines Schraubenkompressors

Damit ein Kompressor so effizient wie möglich ist, muss seine gesamte Konstruktion dem entsprechen.
Welche Konstruktionselemente eines Kompressors beeinflussen den energieeffizienten Betrieb?

a) Verbindung von Schraubenblock und Elektromotor

• Wirtschaftlicher als eine Verbindung über Keilriemen ist die direkte Verbindung mittels Kupplung:
• geringe Verluste bei der Übertragung der Antriebskraft
• die Effizienz ist um 3 % höher als beim Keilriemengetriebe

b) Konstruktion des Schraubenblocks Die Größe und die konstruktive Ausführung des Schraubenblocks beeinflussen, wie wirtschaftlich der Kompressor läuft. Hersteller bringen neue, energieeffizientere Konstruktionen von Schraubenblöcken auf den Markt. Eine präzise Bearbeitung beider Schrauben ist für einen sparsamen Betrieb des Kompressors entscheidend.

Kein Leerlaufbetrieb

Wie können wir den Leerlauf des Kompressors reduzieren?

Leerlauf bedeutet, dass der Kompressor läuft, aber keine Luft in das Netz einspeist. Der Kompressor verbraucht elektrische Energie, ohne Druckluft zu erzeugen. Daher muss der Leerlauf so weit wie möglich begrenzt werden. Der Leerlauf wird bei der Steuerung von Schraubenkompressoren eingesetzt.

Steuerung des Kompressors durch Umschaltung Lastlauf/Leerlauf (On-Off)

Das Ziel der Steuerung ist ein konstanter Druck im Druckluftnetz. Der Kompressor verdichtet unter Last die Luft, bis der eingestellte Druck erreicht ist. In diesem Moment schaltet er auf Leerlauf um – das Einlassventil (Saugventil) schließt sich, sodass nichts zu verdichten ist. Der Leerlauf dauert an, bis der Druck auf den Wert des Einschaltdrucks sinkt. Wenn dies geschieht, öffnet sich das Einlassventil und der Kompressor setzt die Druckluftlieferung in das Netz fort. Warum wird der Kompressor anstelle des Leerlaufs nicht abwechselnd ein- und ausgeschaltet? Weil dies dem Schraubenkompressor überhaupt nicht gut tut – nach dem Ausschalten kühlt das Öl im Kompressor ab und verwandelt sich durch Feuchtigkeit in eine Emulsion, die nicht gut schmiert, wodurch der Kompressor beschädigt wird.

Wirtschaftliche Steuerung durch Leerlauf – fortschrittliche Steuereinheiten

Steuereinheiten mit ausgeklügelten Programmen sorgen dafür, dass das Umschalten zwischen Last- und Leerlaufbetrieb so wirtschaftlich wie möglich erfolgt. Diese sind sogar in der Lage, die Arbeitszyklen der Maschinen zu analysieren, auszuwerten und den Kompressorbetrieb in den hinsichtlich des Energieverbrauchs vorteilhaftesten Modus zu versetzen.

Steuerung des Kompressors über einen Frequenzumrichter

Ein von einem Asynchronmotor angetriebener Schraubenkompressor lässt sich sehr wirtschaftlich über einen Frequenzumrichter steuern. Dieser ändert die Motordrehzahl direkt entsprechend dem Druckluftverbrauch. Ein Frequenzumrichter verfügt über ein hoch entwickeltes Steuersystem und kann an die Anforderungen des jeweiligen Betriebs angepasst werden. Dies ist die wirtschaftlichste Art, den Betrieb von Schraubenkompressoren zu steuern.

Vorteile der Kompressorsteuerung über Frequenzumrichter:

• Energieeinsparung durch Begrenzung des Leerlaufs,
• deutlich geringere Luftdruckschwankungen (im Vergleich zur On/Off-Steuerung),
• der maximale Druck ist niedriger, was zu erheblichen Einsparungen und weniger Verschleiß führt.

Frequenzumrichter sind meist direkt ab Werk voreingestellt, sodass sie leicht für die Kompressorsteuerung angepasst werden können. In vielen Umrichtern lässt sich problemlos ein spezialisierter Steuerungsmodus für Druckluftkompressoren finden.

Frequenzumrichter Ein Frequenzumrichter ist ein elektronisches Gerät, das die Frequenz des Versorgungsnetzes in die gewünschte Frequenz umwandeln kann. Wenn ein Frequenzumrichter an einen Asynchronmotor angeschlossen wird, kann er dessen Drehzahl in einem weiten Bereich regeln. Für die Steuerung von Asynchronmotoren ist der Frequenzumrichter eine bahnbrechende Erfindung. Schließlich geht bei der Regelung durch abwechselndes Ein- und Ausschalten viel Energie verloren. Durch die Drehzahlregelung wird daher erheblich gespart.