Absolute Innovation bei Druckluft-Kältetrocknern: Jetzt mit energiesparender Drehzahlregelung

Posted by William Mendiberry on 06.07.2020 07:45:00
Seit mehr als 25 Jahren sorgen Kompressoren mit drehzahlgeregelten Antrieben für hohe Energieeinsparungen bei der Drucklufterzeugung. Jetzt bringt Atlas Copco als erster Hersteller eine neue Kältetrockner-Serie mit der gleichen Technologie auf den Markt. Die neuen Trockner können mit einem Minimum an Energieeinsatz betrieben werden und sind für Volumenströme von 100 bis 300 l/s ausgelegt.

FD VSD drehzahlgeregelte Kältetrockner von Atlas CopcoBis zur Markteinführung der variablen Drehzahlregelung liefen Kompressoren ausschließlich mit einer fest eingestellten Drehzahl. Durch den permanenten Volllastbetrieb wurde besonders in Phasen mit geringem Druckluftbedarf extrem viel Energie vergeudet.

Markteinführung der variablen Drehzahlregelung revolutioniert Kompressorenmarkt nachhaltig seit 1995

Das änderte sich jedoch 1995 mit der Markteinführung der variablen Drehzahlregelung (VSD: Variable Speed Drive) schlagartig. Denn der Betrieb drehzahlgeregelter Kompressoren ist deutlich energieeffizienter und senkt die Betriebskosten spürbar, weil der VSD-Antrieb seine Leistung automatisch an den aktuellen Luftbedarf anpasst.

Mit der neuen Kältetrockner-Serie FD 100-300 VSD, bestehend aus sechs Baugrößen für Druckluft-Volumenströme von 100 bis 300 l/s (6-18 m3/min), ergänzt Atlas Copco das Produktportfolio und bietet erstmals Kältetrockner dieser Größenordnung mit VSD-Technologie an. Die neue Trockner-Generation senkt nicht nur die Energiekosten, sondern verbessert darüber hinaus auch die CO2-Bilanz des Betreibers.

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Trockner, die mit einer sogenannten „thermischen Masse“ oder zyklisch arbeiten, kühlen permanent unter voller Leistungsaufnahme eine thermische Masse und schalten bei Erreichen der gewünschten Temperatur den Kältemittelkompressor ab, um Energie einzusparen. Diese Technik galt bis dato als sehr effizient; doch diese Arbeitsweise führt zu schwankenden Drucktaupunkten und nur geringen Energieeinsparungen.

Arbeitsprinzip von drehzahlgeregelten Kältetrocknern

Das Arbeitsprinzip der neuen FD-VSD-Kältetrockner ist diesen Technologien in vielerlei Hinsicht überlegen, denn es bietet wesentlich höhere Energieeinsparungen, da ein Frequenzumrichter die Leistung des integrierten Kältemittel-Kompressors immer an den aktuell benötigten Luftbedarf anpasst. Diese Drehzahlregelung lässt den Motor stets mit der Geschwindigkeit laufen, die nötig ist, um den jeweils aktuellen Druckluft-Volumenstrom auf den gewünschten Drucktaupunkt zu entfeuchten. Nimmt die Feuchtigkeitsbelastung ab, so läuft auch der Kältemittelkompressor langsamer. Dadurch arbeitet der Trockner insbesondere unter Teillast deutlich effizienter als nicht drehzahlgeregelte Geräte.

Hier das Video zum  Arbeitsprinzip der  neuen FD-VSD-Kältetrockner ansehen

Niedriger Differenzdruck

Hinzu kommt in der FD-VSD-Baureihe ein eigener Wärmetauscher, der speziell für diese Trockner entwickelt wurde, damit die Energieverluste durch den Differenzdruck, den der Trockner im Druckluftsystem verursacht, auf ein Minimum reduziert werden.

Generell ergeben sich hier zwei Effekte, die zu geringeren Stromkosten führen:

  1. Die Leistungsaufnahme der FD-VSD-Kältetrockner liegt per se um bis zu 65 % unter derjenigen eines herkömmlichen Trockners ohne Drehzahlregelung.
  2. Dank des speziell entwickelten  Wärmetauschers ist der Differenzdruck bis zu 55 % niedriger im Vergleich zu anderen Trocknern. Das bedeutet, dass der Kompressor weniger arbeiten muss: Beispiel: bei einem FD 260 VSD mit einem Volumenstrom von 260 l/s werden nahezu 5 kW an Leistung gespart, was bei 4000 Betriebsstunden pro Jahr einen Effizienzgewinn von fast 20.000 kWh ausmachen kann.

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Drucklufterzeugung mit stabilem, niedrigen Drucktaupunkt von 3 °C

Die FD-VSD-Trockner erzeugen Druckluft mit einem stabilen niedrigen Taupunkt bei hoher Qualität (Reinheitsklasse 4 bei Wasser nach ISO 8573-1:2010, entsprechend einem Drucktaupunkt von maximal 3 °C).

Thermische-Masse-Trockner weisen einen instabilen Taupunkt auf, was die Luftqualität um bis zu zwei Reinheitsklassen beeinträchtigen kann. Die FD-VSD-Kältetrockner kommen ohne thermische Masse aus. Dadurch sind sie kompakt und platzsparend. Die Geräte reagieren schnell auf wechselnde Temperaturen und Volumenströme. Last-but-not-least: die Kosten für Wartung und Service sind deutlich geringer.

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Alle Geräte sind mit der Elektronikon-Touch-Steuerung ausgestattet. Diese ist einfach zu bedienen, und der Benutzer erhält auf einen Blick alle notwendigen Informationen, wie z.B. den programmierten, sowie den aktuellen Drucktaupunkt. In Kombination mit einer Ethernet-Verbindung und der Atlas-Copco-Fernüberwachungs-Software Smartlink lassen sich die Leistung des Druckluftsystems und alle Funktionen des Trockners aus der Ferne überwachen und steuern.

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Topics: VSD-Drehzahlregelung, Druckluftaufbereitung, Kältetrockner, Druckluftqualität, Engineering, Innovationen

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