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Neue Kompressorentechnologie erzeugt ölfreie Druckluft besonders effizient

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17.11.2008 Der Energieeinsatz spielt bei der Drucklufterzeugung die entscheidende Rolle. Ein Teil davon wird in den Kompressoren aufgrund von Lagerreibung – insbesondere im lastfreien Betrieb – aufgewendet. Ein neues Verdichtungs- und Antriebssystem setzt auf Magnetschwebetechnik: Rotor und Verdichtungselemente werden berührungslos geführt.

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Entscheider-Facts Für Betreiber



  • Kern der Entwicklung der Quantima-Baureihe ist das neue Verdichter- und Antriebssystem Q-Drive: Der direkt angetriebene Rotor und die darauf befindlichen Verdichtungselemente werden über eine adaptive Magnetlagerung völlig berührungslos geführt.
  • Dadurch werden Reibungsverluste nahezu ausgeschlossen und Drehzahlen bis 60000min-1möglich.
  • Die Antriebsbaugruppe verfügt im Gegensatz zu anderen Verdichtungsprinzipien lediglich über eine bewegliche Komponente, die Rotorwelle, die sich zudem durch Kontakt- und Verschleißfreiheit auszeichnet.
  • Die Kompressoren sind serienmäßig mit einem drehzahlgeregelten Antrieb ausgestattet, der den lastfreien Betrieb auf ein Minimum reduziert und jederzeit eine optimale Effizienz gewährleistet.

Die Erkenntnis ist für viele Betreiber und Anlagenbauer unbequem, aber dennoch wahr: Investitionskosten spielen als Entscheidungskriterium bei der Auswahl von Kompressoren eigentlich nur eine untergeordnete Rolle. Denn: 80% der Lebenszykluskosten eines Drucklufterzeugers entfallen auf die Energie sowie die Druckluftaufbereitung. Maßnahmen zur Energieeinsparung sind deshalb das Gebot der Stunde. Und ein Teil der bei der Verdichtung eingesetzten Energie entfällt auf Reibungsverluste an Lagern, im Getriebe etc. Insbesondere dann, wenn der Kompressor lastfrei läuft, fallen diese Verluste ins Gewicht.

Weniger Reibungsverluste durch adaptive Magnetlagerung

Um die Effizienz zu erhöhen, wurde bei den neuen Kompressoren der Quantima-Baureihe deshalb eine Konstruktion gewählt, die sich grundlegend von anderen ölfreien Kompressoren auf dem Markt unterscheidet. Kern der Entwicklung ist das neue Verdichter- und Antriebssystem Q-Drive: Der direkt angetriebene Rotor und die darauf befindlichen Verdichtungselemente werden über eine adaptive Magnetlagerung völlig berührungslos geführt. Dadurch werden Reibungsverluste nahezu ausgeschlossen und sind Drehzahlen bis 60000min-1 möglich. Die Antriebsbaugruppe verfügt im Gegensatz zu anderen Verdichtungsprinzipien lediglich über eine bewegliche Komponente, die Rotorwelle, die sich darüber hinaus durch Kontakt- und Verschleißfreiheit auszeichnet.

Bei dem Motor des Antriebssystems handelt es ich um einen asynchronen Elektromotor mit hoher Betriebsdrehzahl, der ein herkömmliches und konventionelles Getriebe überflüssig macht. Auf diese Weise werden kostspielige getriebebedingte Verluste vermieden, und der Kompressor kann absolut ölfrei betrieben werden. Er verbraucht nicht nur wesentlich weniger Energie, sondern weist auch nur etwa die Hälfte des Gewichts vergleichbarer Kompressoren auf und benötigt nur halb so viel Stellfläche, daher kann er problemlos in vorhandenen Werksräumen installiert werden.

Niedrigster Energieverbrauch im lastfreien Betrieb

Die Kompressoren sind serienmäßig mit einem drehzahlgeregelten Antrieb ausgestattet, der den lastfreien Betrieb auf ein Minimum reduziert und jederzeit eine optimale Effizienz gewährleistet. Dies wird durch das automatische Anpassen der Drucklufterzeugung an den werkseitigen Bedarf erreicht, d. h. zu jedem Zeitpunkt wird exakt die erforderliche Luftmenge erzeugt.

Sollte dennoch ein lastfreier Betrieb des Kompressors erforderlich sein, so erfolgt dieser mit dem geringsten Energieverbrauch von lediglich 2,5% oder 7kW für einen 300-kW-Kompressor. Dadurch können Bediener den Energieverbrauch in Phasen ohne Druckluftbedarf deutlich einschränken.
Voraussichtlich können Anwender, die einen vorhandenen Kompressor durch einen neuen 300-kW-Quantima-Kompressor ersetzen und auf diese Weise den Energieverbrauch um nur 20% senken, bei einer Laufzeit von zehn Jahren Einsparungen in Höhe von 480000Euro erzielen. Die Berechnungen basieren auf einer 20%igen Verringerung des Energieverbrauchs über einen Zeitraum von zehn Jahren für einen 300-kW-Kompressor mit 8000 Betriebsstunden pro Jahr bei einem Preis von 0,10Euro/kWh.
Während andere Kompressoren mit einer Leistung von 300kW einen typischen Geräuschpegel von 74dB(A) oder mehr erreichen, betragen die Schallemissionen des in einem modularen Schalldämmgehäuse untergebrachten neuen Kompressors lediglich 69dB(A). Dank dieses niedrigen Geräuschpegels muss der Kompressor nicht in einem separaten Raum untergebracht, sondern kann direkt am Einsatzort installiert werden, ohne dass der Bediener einen Gehörschutz tragen muss.

Kompressor arbeitet komplett ölfrei

Die Kombination dieser Eigenschaften unterscheidet sich grundlegend von anderen heute verwendeten ölfreien Kompressoren: Im Gegensatz zu vorhandenen Technologien arbeitet der Kompressor komplett ölfrei; es ist kein Getriebe vorhanden, während andere Kompressoren über bis zu sieben Getriebe verfügen; die Maschine kommt mit nur vier Lagern und zwei Dichtungen aus, während herkömmliche Kompressoren bis zu 19 Lager und 17 Dichtungen benötigen.

Ein weiteres Merkmal der Kompressoren ist deren einfache Bedienung und Installation. Die Q-Master-Steuerung überwacht sämtliche Betriebsparameter des Kompressors und wird über einen integrierten Touchscreen mit selbsterklärender Benutzerführung bedient.

Darüber hinaus ist die Maschine mit Funktionen zur Fernüberwachung ausgestattet. Aufbauend auf dieser Technologie wird ein Servicesystem zur vorbeugenden Wartung angeboten, bei dem alle Betriebsparameter dezentral überwacht werden (siehe Textkasten).

Heftausgabe: November 2008
Harald Härter , Managing Direktor CompAir Drucklufttechik

Über den Autor

Harald Härter , Managing Direktor CompAir Drucklufttechik

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