Drei drehzahlgeregelte Kompressoren GA VSD liefern energetisch effizient die Druckluft für Strahl-

Drei drehzahlgeregelte Kompressoren GA VSD liefern energetisch effizient die Druckluft für Strahl- und Lackieranlagen – selbst wenn der Volumenstrom je nach Auslastung und Schicht stark schwankt. (Bild: Atlas Copco Kompressoren und Druckluft GmbH)

ESSEN (rm). Die Steuerung der Kompressoren übernimmt in jeder Station das Energiesparsystem ES 130 V, das gleichzeitig sicherstellt, dass die Kompressoren möglichst nahe am jeweils optimalen Betriebspunkt arbeiten.

Im Zuge eines Hallenneu- und -ausbaus wollte SBN die Druckluftversorgung modernisieren. Bei der Auswahl der geeigneten Kompressoren standen Kapazität und Zuverlässigkeit im Vordergrund, aber auch der Energieverbrauch und die Qualität der Druckluft. Von Anfang an sollte auch die Wärmerückgewinnung genutzt werden, um den Energieverbrauch beim Duschen und Heizen zu verringern.

Die Möglichkeit, mehrere drehzahlgeregelte Kompressoren in einer Station über eine übergeordnete Steuerung anzusprechen, bot uns zu diesem Zeitpunkt nur Atlas Copco. Deren öleingespritzte Schraubenkompressoren der Baureihe GA sind allesamt mit Drehzahlregelung VSD (Variable Speed Drive) zu haben. Das dazu passende Energiesparsystem kann bis zu 30 drehzahlgeregelte Kompressoren steuern. Außerdem sollte eine bereits vorhandene Druckluftanlage, die ebenfalls von Atlas Copco stammt, weiter genutzt werden. Dadurch wollte SBN den Aufwand hinsichtlich Wartung und Service senken.

Druckluft benötigen die Nordhäuser – die Unter- und Oberwagen sowie Masten für Spezialtiefbohrgeräte, Hydraulikaggregate und Brückenteile für Stahl und Stahlverbundbrücken herstellen – insbesondere für den Betrieb der Strahl- und Lackieranlagen. Zusätzlich sind zahlreiche Schleifwerkzeuge auf diesen Energieträger angewiesen, genauso wie die Spanntechnik der CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen.

Druckluft ist stets bedarfsgerecht verfügbar

Realisiert wurden schließlich zwei voneinander unabhängige Druckluftstationen. Die größere – mit den drei Kompressoren GA 75 VSD, GA 55 VSD und GA 15 VSD – versorgt die Strahl- und Lackieranlagen mit sauberer Druckluft der Klasse 1 nach DIN ISO 8573-1 bei einem Druck von 7,5 bar. Die Maschinen haben eine installierte Motorleistung von 75 kW, 55 kW und 15 kW.

Die Werk- und Spannzeuge in der mechanischen Fertigung dagegen kommen mit 6,7 bar aus; sie werden von der kleineren Station versorgt. Hier sind ein GA 30 VSD FF und ein GA 15 VSD FF im Einsatz – mit installierten Leistungen von 30 und 15 kW. Das Kürzel FF (Full Feature) weist auf den ins Gehäuse integrierten Kältetrockner hin, was den Platzbedarf der Kompressoren gering hält.

Abhängig von der Auftragslage kann SBN nun flexibel agieren. Es laufen immer die Maschinen mit den passenden Antriebsleistungen. Weil alle Kompressoren drehzahlgeregelt arbeiten, lässt sich der Volumenstrom exakt dem schwankenden Bedarf anpassen. Welche Maschine die jeweils geeignetste ist, entscheidet in jeder der beiden Stationen ein Steuerungssystem. Mit der Möglichkeit, mehrere VSD-Kompressoren zusammen zu regeln, können – abhängig vom Bedarf –mehrere drehzahlgeregelte Maschinen parallel arbeiten, und zwar jeweils nahe ihrem optimalen Betriebspunkt. Die Steuerung über den CAN-Bus macht dies möglich.

Dank Drehzahlregelung und übergeordneter Steuerung verbraucht SBN im Vergleich zur alten Druckluftstation mit Kompressoren fester Drehzahl heute deutlich weniger Energie je Normkubikmeter. Zudem konnte man den Versorgungsdruck senken. Trotz der großen Ringleitung von über 1 km Länge genügen heute 6,7 bar, um an den Spannzeugen 6,5 bar sicherzustellen. Ohne Drehzahlregelung mussten früher kompressorseitig 7,3 bar eingestellt werden, um die Anfahrzeiten der Festdrehzahl-Kompressoren bei Bedarfsschwankungen aufzufangen. Rund 7 % Energie lassen sich sparen, wenn der Netzdruck um 1 bar gesenkt werden kann.

Verdichtungswärme heizt ganzjährig Duschwasser auf

Die heute bessere Energiebilanz ergibt sich auch aus der Nutzung der Wärmerück-gewinnung. Der Großteil der Verdichtungsleistung lässt sich nämlich in Form von Wärme zurückgewinnen. Das hat man bei der Konzeption der Hallenerweiterung von vornherein berücksichtigt. Die kleinere Druckluftstation wurde deshalb bewusst in der Nähe der Duschen aufgebaut, um Übertragungsverluste klein zu halten.

In der kleineren der beiden Druckluftanlagen lassen sich je nach Auslastung bis zu 30,6 kW Wärmeenergie zurückgewinnen. Zusammen mit Wärmeenergie aus dem eigenen Blockheizkraftwerk arbeitet die Duschwassererwärmung sehr effizient. Die Wärmeenergie der größeren Druckluftstation unterstützt – zumindest im Winter – die Heizanlage des nahen Bürogebäudes und einer Logistikhalle.

Mit den beiden neuen Druckluftstationen kann SBN noch flexibler auf die gestellten Anforderungen reagieren und Druckluft effizient erzeugen. Die Forderungen nach mehr Kapazität und geringerem Energieverbrauch sind also erfüllt. Trotz der Zuverlässigkeit der fünf Kompressoren wurde ein Wartungsvertrag abgeschlossen. Einfache Arbeiten wie einen Filterwechsel erledigt SBN in eigener Regie, die turnusmäßigen Checks überlässt man aber dem Hersteller. Bei der Druckluftqualität wird die geforderte Klasse 1 von den öleingespritzten Maschinen ohne Schwierigkeiten eingehalten.