Auf die richtige Drehzahl kommt es an

Posted by Marie Kaiser on 30.06.2021 15:29:51

Haben Sie sich schon immer einmal gefragt, welchen Einfluss die Auslastung des Kompressors auf die Druckluftkosten hat oder ob Ihr Druckluftnetz mit dem optimalen Betriebsdruck versorgt wird? Erfahren Sie mehr darüber, warum Auslastung nicht gleich Auslastung ist und weshalb es wichtig ist, die richtige Drehzahlregelung einzusetzen.

Feste vs Variable Drehzahl

Was ist eine feste Drehzahl?

Bei einem Standardkompressor mit fester Drehzahl, auch Vollast-/Leerlauf-Regelung genannt, wird der Kompressor auf den maximal benötigten Volumenstrom ausgelegt. Dabei kann der Kompressor nur zwei Aggregatzustände regeln:

  • Vollauslastung mit 100% Volumenstrom, in der die Fertigungsprozesse mit Druckluft versorgt werden-
  • Entlastung mit 0% Volumenstrom, wo keine Druckluft geliefert wird.

Vereinfacht gesagt: Die Volllast-/Leerlauf-Regelung kennt nur An oder Aus. 

Mithilfe eines Druckbands wird der Netzdruck permanent gehalten. In unserem unten dargestellten Beispiel wird ein Druckband mit einem Regelungsbereich von 0,5 bar genutzt. Der Kompressor belastet bei 6,8 bar und liefert Volumenstrom bis zu seiner maximalen Spitze von 7,3 bar und wechselt dann in die Entlastung. Dieser Vorgang wird permanent wiederholt.    

Kurve BLog

Zu berücksichtigen ist hierbei folgendes: ähnlich wie bei einem Standby-Zustand wird im entlasteten Zustand, auch Leerlauf genannt, elektrische Energie verbraucht, obwohl keine Druckluft erzeugt wird. Das kann einen Anteil von bis zu 25% der Druckluftkosten ausmachen. 

Experten-Tipp: Es bietet sich immer an, den Druckluftbedarf für den Zeitraum von einer Woche kontinuierlich zu messen, um sich einen Überblick über den tatsächlichen Bedarf zu verschaffen. Veranlassen Sie eine Messung, unsere Experten kommen vorbei uns zeigen Ihnen auf, wo und wie Sie Energie sparen können. 

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Unterschied zwischen variabler und fester Drehzahl

Bei der variablen Drehzahl kommen Kompressoren zum Einsatz, dessen Motordrehzahl automatisch an den Luftbedarf angepasst wird. Diese Art von Regelung ist dann interessant, wenn das Drucknetz nicht konstant ist und zwischen unterschiedlichen Verbrauchsprofilen schwankt. Ein Kompressor mit variabler Drehzahl variiert den Volumenstrom und erzeugt exakt den Druckluft-Volumenstrom, der momentan benötigt wird. Die Besonderheit hierbei ist, dass die Leerlaufzeiten vermieden werden. Dadurch kann eine Energieeinsparung von bis zu 35% erzielt werden. 

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Anders als bei der Volllast-/Leerlauf-Regelung arbeitet die Drehzahl mit einem Druck-Soll-Wert (z.B. 7 bar). Über eine integrierte Steuerung wird permanent um den Druck-Soll-Wert herum geregelt. Wird beispielsweise mehr Druckluft benötigt (Druck-Ist-Wert > Druck-Soll-Wert) liefert der Kompressor automatisch mehr Druckluft.  

Die Vorteile:  

  • Kein unnötiger Energieverbrauch 
  • Kein Abblasen 
  • Kein Druckluftverlust
  • Umweltfreundliches Produzieren 

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Welche Druckluftkosten entstehen, wenn der Betriebsdruck nicht richtig angepasst ist? 

Im Zusammenhang mit den Energiekosten spielt der Betriebsdruck eine bedeutende Rolle. Dieser sollte immer nur so hoch wie nötig sein, denn ein höherer Betriebsüberdruck führt zu einem höheren Leistungsbedarf und endet letztendlich in höheren Gesamtkosten. Es ist sinnvoll über eine isolierte Druckluftversorgung nachzudenken, wenn für einzelne Fertigungsprozesse Ihrer Produktion ein höherer Betriebsdruck erforderlich ist. Hier kann ein zusätzlicher Kompressor zu einem konstanten Niveau des Druckluftnetzes führen, das gleichzeitig ein hohes Einsparpotential darstellt.  

Faustregel: Mit jedem Bar was zusätzlich verdichtet wird, steigen die Gesamtkosten um ca. 7% an.  

Beispiel: Einsparpotential bei Druckluftsenkung um 1,0 bar

Deutlicher wird dies an folgendem Beispiel. Wir vergleichen die Druckluftkosten eines herkömmlichen öleingespritzten Schraubenkompressors mit 55 kW Antriebsleistung (4.000 Betriebsstunden pro Jahr, Stromkosten 15 ct/kWh, Auslastung 82%) bei 6,5 und 7,5 bar:   

6,5 bar: Druckluftkosten = 44.010€/a  

7,5 bar: Druckluftkosten = 46.634€/a 

Der Vergleich zeigt ein Einsparpotenzial von 2.624€/a bei einer Druckluftsenkung von nur 1,0 bar. Rechnet man das auf den Produktlebenszyklus von 10-15 Jahren eines Kompressors, dann bedeutet das eine enorme Einsparung an eingesetzter Energie für die Sie und Ihre Produktion.

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Topics: VSD-Drehzahlregelung, feste Drehzahlregelung, Energieeffizienz + Förderung

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