Wirkunsgradvergleich einer einstufigen Seitenkanal-Vakuumpumpe mit einer ölfrei arbeitenden

Wirkunsgradvergleich einer einstufigen Seitenkanal-Vakuumpumpe mit einer ölfrei arbeitenden Drehschieber-Vakuumpumpe. Bild: Gebr. Becker GmbH

WUPPERTAL (ba). Die Gebr. Becker GmbH unterscheidet drei Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz: Erhöhung des Wirkungsgrades der Produkte und ihrer Komponenten, Auswahl der richtigen Lösung und Optimierung der Installation zwischen Luftverbraucher und Lufterzeuger, Regelung der Lufterzeuger in Anpassung an den Luftbedarf.

Der Wirkungsgrad einer Maschine ist das Verhältnis von abgegebener Leistung zu zugeführter Leistung. Der Gesamtwirkungsgrad für Vakuumpumpen und Verdichter ist das Produkt des Wirkungsgrades der Pumpe und des Antriebmotors. Der Wirkungsgrad der Pumpe ist abhängig vom Betriebsdruck. Der Wirkungsgrad für die meisten Wirkprinzipien der am Markt befindlichen Vakuumpumpen und Verdichter ist heute weitgehend ausgereizt. Durch weitere permanente Optimierung können Wirkungsgrade positiv beeinflusst werden. Hier liegt eine Hauptaufgabe für den Hersteller der Pumpe. Wichtig ist jedoch auch die Auswahl des geeigneten Wirkprinzips in Abhängigkeit vom erforderlichen Betriebsdruck.

Besonders für Anwendungen mit schwankenden Betriebsdrücken ist die Optimierung des Wirkungsgrades über einen sehr weiten Betriebsbereich anzustreben. Die meisten Vakuumpumpen und Verdichter werden heute mit Drehstromasynchronmotoren betrieben. Bis Mitte 2011 bzw. 2015 wird der Einsatz dieser Elektromotoren mit höheren Wirkungsgradklassen verbindlich vorgeschrieben. Zunehmend kommt der Einsatz von EC-Motoren in Frage. Häufig erfolgt die Auswahl von Vakuumpumpe bzw. Verdichter, wenn Steuer- und Regelungskomponenten der Anlage bereits festgelegt wurden. Wichtig ist, den tatsächlichen Bedarf des Luftverbrauchers zu ermitteln und die Steuer- und Regelungskomponenten im Hinblick auf Vermeidung von Drossel- und Leckageverlusten auszuwählen. So können sowohl der benötigte Betriebsdruck als auch der Volumenstrom stark vom tatsächlichen Bedarf des Luftverbrauchers abweichen. Bei der genauen Bestimmung des Luftverbrauchers ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Anlagenbauer und Pumpenhersteller gefragt.

Werden mehrere Luftverbraucher an einer Anlage oder mehrere Anlagen zentral durch einen Lufterzeuger versorgt, ist die Anpassung der erzeugten Luftmenge an den Bedarf besonders wirtschaftlich. Die Regelung der Luftmenge erfolgt durch einen frequenzgeregelten Antriebsmotor des bzw. der Lufterzeuger. Auf diese Weise sind nicht selten Einsparungen von bis zu 50 % der eingesetzte Pumpenleistung zu erzielen, da die Saug- und Blasluftmengen mittels drehzahlgeregelten Lufterzeugern zu jedem Zeitpunkt an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden.

Auch im Falle einer zentralen Saug- und/oder Blasluftversorgungsanlage ist die Anpassung der generierten Luftmengen an den Bedarf die wirtschaftlichste Form zur Energieeinsparung. Hier werden viele Produktionsanlagen durch eine im separaten Raum installierte zentrale Luftversorgungsanlage und über ein zentrales Rohrleitungsnetz versorgt, etwa in der Fertigung von Getränkedosen.

Schwankt der Luftbedarf einer Anlage aufgrund unterschiedlicher Produkte, bieten geregelte Lufterzeuger ebenfalls höchstmögliche Energie-Effizienz. Bei enger Abstimmung zwischen Hersteller und Lufterzeuger können die Einstellungen der Lufterzeuger für diese Produkte abgespeichert werden. So ergibt sich sowohl eine Energieersparnis als auch eine Verkürzung der Rüstzeiten.