Wie Sie mit Kompressoren kräftig Energie sparen können

Auch wenn die Energiekosten auf Kundenseite schon immer ein Thema waren: Florian Brähler, Produktmanager bei Almig Kompressoren, sieht in der Effizienz einer Anlage aktuell das wichtigste Kriterium bei der Kaufentscheidung. „Maßnahmen wie die Bafa-Förderung in Höhe von bis zu 30 Prozent für die Neuanschaffung von hocheffizienten Kompressoren haben dies natürlich immens beeinflusst“, ergänzt er.

Druckluft plus Energieeffizienz

Auch Dirk Tenbrink, Vertriebsleiter bei Gardner Denver Deutschland, erkennt eine steigende Nachfrage nach energieeffizienten Druckluftsystemen angesichts stetig steigender Energiekosten und weltweiter Klimaschutzinitiativen. Und rechnet vor: „Bei einem Kompressor mit einer Antriebsleitung von 100 kW beispielsweise können schnell mehr als 10.000 Euro an Energiekosten jährlich eingespart und äquivalent CO2-Emmission vermieden werden.“

Karsten Decker, Teamleiter Energieberatung bei Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik, berichtet von Verkaufsgesprächen, bei denen der Energiemanager des Kunden mit am Tisch sitzt. Eine neue Entwicklung, die er für logisch hält: „Betriebe mit über 250 Mitarbeitern müssen entweder ein Energieaudit machen oder ein Energiemanagementsystem einführen und sich dafür nach ISO 50001 zertifizieren lassen. Aber auch viele kleinere Unternehmen nutzen das Energieaudit gerne, weil Energie eine zunehmend teurere Ressource wird, die sie einsparen wollen.“

Kompressoren werden immer effizienter

Folglich schrauben die Hersteller kontinuierlich an der Energieeffizienz, bei Almig Kompressoren unter anderem mit dem Einsatz effizienter Antrieben: „Almig setzt auf IE3- und IE4-Hocheffizienzmotoren und effiziente Antriebsarten wie Getriebe oder Direktantrieb, weiter werden durch intelligente Kühlluftführungen und Drehzahlregelung Energieeinsparpotenziale erreicht“, berichtet Brähler. Zudem werde die zweistufige Verdichtung bei Almig bei größeren Anlagen ab 45 kW immer wichtiger, weil diese im Vergleich zur konventionellen einstufigen Verdichtung höhere Volumenströme und weitaus größere Energiekosteneinsparungen ermöglichen.

Auch die derzeitigen Effizienz-Spitzenreiter im Almig-Portfolio – die Baureihen G-Drive T und V-Drive T – zeichnen sich durch die zweistufige ölgeschmierte Verdichtung aus. Bei der V-Drive T mit Frequenzumformer für eine effiziente Drehzahlregelung werden zudem teure Leerlaufzeiten auf ein Minimum reduziert. Schließlich bietet Almig integrierte sowie externe Wärmerückgewinnungsmodule an, um Energie einzusparen und die entstandene Wärme anderweitig zu nutzen.

Auch bei Gardner Denver sieht man in der Wärmerückgewinnung ein riesiges Potenzial. „Hier können in Hochtechnologieprodukten wie der neuen Ultima-Baureihe Wärmerückgewinnungsquoten von annähernd 100 Prozent erzielt werden“, erläutert Andreas Görges, Engineering Director (EMEA, Industrial Group) bei Gardner Denver (GD) Deutschland. Das innovative interne Kühlsystem der Ultima ermöglicht es, sämtliche Abwärme, sogar die Abstrahlverluste aller internen Komponenten, energetisch nutzbar zu machen und Prozesswasser mit Temperaturen von bis 85°C zu erzeugen.

Besonders bemerkenswert: Mit der luftgekühlten Ultima Version ist erstmals überhaupt ein luftgekühlter ölfreier Kompressor mit der Möglichkeit zur Wärmerückgewinnung auf dem Markt erhältlich. Während bislang bei luftgekühlten ölfreien Kompressoren bestenfalls die heiße Abluft während der Wintermonate zur Raumheizung verwendet werden kann,
liefert die luftgekühlte Ultima bei Bedarf ganzjährig heißes Wasser von bis 85°C, das dann je nach Anwendung für die verschiedensten Prozesse eingesetzt werden kann.

Neben Ultima zählen die neuen einstufigen Schraubenkompressoren der Efficiency-Baureihe (L-e Range) demnach zu den derzeit effizientesten GD-Produkten: „Das Besondere daran ist die Flexibilität, da der Anwender mithilfe verschiedener Verdichtergrößen und Motor-Effizienzklassen seinen eigenen Gesamtwirkungsgrad zusammenstellen kann, passend zur jährlichen Anlagenauslastung und dem vorgesehenen Investment.“

Energiesparen durch weniger Strömungswiderstand

Auch bei Atlas Copco hat man die Effizienz im Blick, etwa durch die Reduktion des Strömungswiderstands. Jörg Schwittek, Leiter des Geschäftsbereichs Ölfreie Druckluft bei Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik, präzisiert: „Allein auf unser neues Gehäuse der ölfrei verdichtenden Kompressoren der Baureihe ZR 90-160 VSD+ mit Drehzahlregelung (VSD+) haben wir zehn Patente erhalten.“

Die Maschinen seien zudem mit zwei selbst konstruierten und hergestellten elektronisch gesteuerten Permanentmagnetmotoren ausgerüstet, die schon heute der künftigen Effizienzklasse IE5 entsprechen. „In die Blöcke jeder Verdichtereinheit sind die Ölschmierung mit Ölpumpe und Wasserkühlung integriert“, nennt Schwittek einen weiteren Ansatz. „So gibt es weniger externe Schnittstellen, an denen es zu Leckagen kommen kann – das heißt weniger Gefahren für Effizienzverluste.“

Energie sparen durch Drehzahlregelung

In der Drehzahlregelung sieht auch er einen wichtigen Hebel: „Grundsätzlich sind damit meist Effizienzsteigerungen von mindestens einem Drittel möglich, wenn eine Station mit bislang ausschließlich ungeregelten Maschinen ersetzt oder mit einer VSD-Maschine ergänzt wird.“ Auch die neue Baureihe GA 90+-160 (VSD+) bei den öleingespritzten Schraubenkompressoren umfasst Varianten mit fester Drehzahl sowie solche mit Drehzahlregelung. „Ferner verfügen die GA-Maschinen über neuentwickelte, besonders leistungsfähige Verdichterelemente mit intelligenter Einspritztechnologie sowie hocheffiziente, ölgekühlte und wartungsfreie IE4- und IE5-Motoren“, ergänzt Schwittek.

Auch Steuerungslösungen erhöhen die Effizienz

Mit Steuerungslösungen können die Drucklufterzeugung dem jeweiligen Bedarf angepasst und Betriebsstörungen erkannt werden – etwa mit der Almig Air Control HE. „Der Einsatz modernster Mikroprozessor­ und Kommunikationstechnik garantiert eine reibungslose Einbindung sämtlicher Kompressormodelle sowie der gesamten Zubehörpalette. Somit ist der Kompressor- sowie der Zubehörzustand jederzeit transparent und Energieeinsparpotenziale können identifiziert werden. Auch Leckagen, die einen enormen Energieaufwand verursachen, können aufgedeckt werden“, konkretisiert Brähler.

Gardner Denver bietet integrierte Steuerungssysteme wie die Delcos Baureihe, übergeordnete Steuerungen und Druckluftmanagement-Systeme wie Smartair Master, aber auch Kommunikationslösungen und ein webbasiertes Service- & Datenmanagement via iConn an.

Mit dem Optimizer 4.0 hat Atlas Copco kürzlich eine Steuerungslösung für Stationen ab zwei bis drei Kompressoren und ab 100 kW Leistung auf den Markt gebracht. Decker rechnet vor: „Alleine mit dem Druckluftmanagement per Optimizer lassen sich 5 bis 7 Prozent Energie einsparen.“ Die neue Steuerung hat laut Decker ein Alleinstellungsmerkmal: „Der Optimizer regelt volumenstromabhängig. Das heißt, er ermittelt in Abhängigkeit vom Volumenstrom, welcher Kompressor zum jeweiligen Zeitpunkt am effizientesten arbeitet. Dafür geben wir der Steuerung die Kennlinien aller Maschinen vor – über ein zusätzliches Competitor-Modul auch die Kennlinien von Fremdkompressoren, sodass sowohl Last-Leerlauf- als auch drehzahlgeregelte Kompressoren anderer Anbieter aktiv geregelt werden können und im optimierten Bereich fahren.“