Kompressoren parallel schalten

Ein erhöhter Druckluftbedarf kann zur Überlegung führen, einen zweiten Kompressor in die Anlage zu integrieren, bzw. diesen Kompressor parallel zu schalten.
Zunächst wollen wir einmal definieren, was mit einer Parallelschaltung zweier Kompressoren eigentlich gemeint ist. Denn auch hier gibt es unterschiedliche Konfigurationen, die die Nutzung zweier oder mehrerer Kompressoren im Druckluftsystem beinhaltet, die aber unterschiedlichen Zwecken dienen.Im Anschluss stellen wir die Frage, ob das Konzept, zwei Kompressoren parallel zu schalten wirtschaftlich ist. Dabei werfen wir einen Blick auf die

• Anschaffungskosten,
• die Betriebs- und Wartungskosten
• aber auch auf das Ausfallrisiko des Kompressors, was in die Kalkulation einzupreisen ist.

Im dritten Teil des Artikels schauen wir uns die Technologie der übergeordneten Steuerungen an, die die Parallelschaltung zweier oder mehrerer Kompressoren für Sie KI-basiert übernehmen.

Dieser Artikel wurde fachlich von Philipp Wüllner, Business Development Manager, geprüft. Er ist Ingenieur für Maschinen- und Automatisierungssysteme und verantwortlich für das lokale Produktmanagement von Kompressoren.

Kompressoren parallel schalten: Was darunter verstanden wird.

Im Grunde können unter der Parallelschaltung von zwei oder mehreren Drucklufterzeugern mehrere Szenarien beschrieben werden. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Kompressoren genau parallel arbeiten. Die folgenden Szenarien kommen in der Praxis regelmäßig vor:

1. Szenario 1: Lastteilung durch zwei oder mehrere Kompressoren
   Zwei oder mehrere Kompressoren laufen jederzeit gleichzeitig - also im wahrsten Sinne des Wortes parallel-, um z.B. in einer 50/50-Kombination die Last auf zwei Geräte zu verteilen. In manchen Szenarien dient dieser Aufbau unter anderem dazu, den Maschinenpark nicht zu überlasten.
   
   
2. Szenario 2: Ein Kompressor wird als Hauptlastträger eingesetzt, der zweite Kompressor liefert Lastspitzen
   Im zweiten Szenario sind zwei Kompressoren über eine übergeordnete Steuerung so miteinander vernetzt, dass ein Kompressor die Hauptlast trägt und der zweite die Bedarfsspitzen deckt. Wird in dieser Kombination aufgrund von höherer Auslastung zeitweise mehr Druckluft benötigt, wird diese vom zweiten Kompressor geliefert.
   
   
3. Szenario 3: Es werden je nach Auslastung verschiedene Kompressoren eingesetzt
   2 Kompressoren laufen abwechselnd, zum Beispiel während des Mehrschichtsbetriebs. Braucht eine Schicht grundsätzlich weniger oder mehr Druckluft, wird so jeweils der optimal ausgelegte Kompressor eingesetzt.
   
   

Zwei Kompressoren parallel schalten oder doch lieber eine großen Kompressor einsetzen?

Anhand welcher Kriterien kann man also entscheiden, ob man einen großen Kompressor oder mehrere kleinere Kompressoren in sein Druckluftsystem integrieren sollte? Diese Frage sollte je nach Anwendung und Ihrer spezifischen Situation vor Ort entschieden werden.

Hier sind jedoch einige grundlegende Schritte, die Ihnen helfen können, die effizienteste Druckluftinstallation zu bestimmen und zu bewerten, ob das Parallschalten Ihrer Kompressoren die beste Wahl ist:

1. Ermitteln Sie Ihr Druckluftverbrauchsprofil über einen repräsentativen Zeitraum:

Bei der Auswahl des richtigen Set-Ups Ihrer Kompressorinstallation ist wichtig zu verstehen, wieviel Druckluft Sie wann in welcher Druckstufe benötigen. Wenn Ihr Betrieb gleichmäßig und konstant die gleiche Menge an Druckluft benötigt, ist ein einzelner, ausreichend dimensionierter Kompressor oft die beste Wahl.

Jedoch ist dieses Szenario in der Praxis selten. Deshalb gibt es Kompressoren, die mit schwankenden Bedarfsprofilen umgehen können. Diese Drehzahlgeregelten Kompressoren passen ihre Leistungsaufnahme, also den Energieverbrauch, an die verbrauchte Druckluftmenge an. Jedoch kann es je nach Spreizung des Bedarfs durchaus sinnvoll sein, mehrere Kompressoren parallel zu schalten.

2. Ermitteln Sie die Kosten der Konfiguration

Anhand der Ermittlung des Druckluftprofils kann das für sie ökonomischste Modell aus den unterschiedlichen Szenarien ermittelt werden. Dabei sind die

• Anschaffungskosten,
• die Betriebskosten der in Frage kommenden Kompressormodelle
• und die zu erwartenden Servicekosten von Belang.

Oftmals ist der Kaufpreis in Bezug zu den erwartenden Stromkosten eher von geringer Bedeutung. Sehen Sie also genau hin, wenn ein vermeintlich günstiger Kompressor angeboten wird, der aber im Nachgang mit dem Mehrfachen seines Einstandspreises zu Buche schlägt. Auch werden energieeffiziente Druckluftanlagen staatlich gefördert. Ein Vorteil, den Sie in Ihrer Gesamtkalkulation nicht außer Acht lassen sollten.

Die Ermittlung des Druckluftprofils und eines Kostenvergleichs über übernimmt Atlas Copco bei den meisten öleingespritzen Schraubenkompressoren für Sie kostenlos. Informationen dazu können Sie hier entnehmen.

3. Berücksichtigen Sie Faktoren wie, Redundanz, Platzanforderungen bei der Entscheidung, ob es sinnvoll ist zwei Kompressoren parallel zu schalten.

Andere Faktoren wie die Notwendigkeit von Redundanz im Betrieb, Platzanforderungen, Anordnungen des Kompressorraums sowie Installations- und Wartungskosten sollten bei der Auslegung eines Druckluftsystems berücksichtigt werden. Denn auch, wenn es energetisch sinnvoller sein kann, zwei Kompressoren parallel zu schalten, ist dies aus Platzgründen vielleicht gar keine Option.

In folgendem Artikel haben wir Ihnen die Fakten zum idealen Kompressorraum zusammengefasst.
Zum Thema Redundanz bzw. Ersatzkompressor erfahren Sie in unserem Video und in folgendem Artikel.

Übergeordnete Steuerungen: Parallel-Schaltung von Kompressoren leicht gemacht

Eine übergeordnete Steuerung ist ein System, das mehrere Kompressoren oder andere Maschinen in einem Netzwerk koordiniert und steuert. Diese Steuerung sorgt dafür, dass die Maschinen effizient und zuverlässig arbeiten, indem sie die Betriebszeiten auf verschiedene Kompressoren aufteilt und sicherstellt, dass jeder Kompressor am optimalen Betriebspunkt arbeitet

Ein wesentlicher Vorteil der übergeordneten Steuerung und dem Parallelschalten der Kompressoren, ist die Möglichkeit, die Betriebszeiten auf verschiedene Kompressoren aufzuteilen. Dies verringert das Risiko eines Ausfalls und erleichtert Wartungseinsätze. Sollte ein Kompressor ausfallen, startet die Steuerung automatisch einen anderen, um den Betriebsdruck aufrechtzuerhalten und Produktionsstillstände zu vermeiden.

Der Einsatz einer übergeordneten Steuerung lohnt sich besonders bei Stationen mit zwei bis drei Kompressoren und einer Leistung von mindestens 100 Kilowatt. Für kleinere Stationen kann eine einfachere Steuerung sinnvoll sein, die lediglich die Reihenfolge der Kompressoren vorgibt. Der Optimizer 4.0 von Atlas Copco bietet darüber hinaus die Möglichkeit, auch Drucklufttrockner und drehzahlgeregelte Kompressoren anderer Hersteller zu steuern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die übergeordnete Steuerung die Effizienz und Zuverlässigkeit von Druckluftsystemen erheblich verbessern kann. Durch die Möglichkeit, Kompressoren parallel zu schalten, wird nicht nur Energie gespart, sondern auch die Wartung vereinfacht und das Risiko von Ausfällen minimiert.