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Kompressoren

Neue Generation von Kompressoren erzeugt ölfreie Druckluft und punktet mit niedrigem Energiebedarf

| Autor / Redakteur: Klaus Lechleitner* / Anke Geipel-Kern

Die extrem kompakte Ultima Kompressortechnologie bietet eine um bis zu 13 % höhere Energieeffizienz.
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Die extrem kompakte Ultima Kompressortechnologie bietet eine um bis zu 13 % höhere Energieeffizienz. (Bild: © Rawf8 - stock.adobe.com; Compair; [M] Alban)

Bessere Energieausnutzung, geringerer Platzbedarf und niedriger Geräuschpegel – das sind die Pluspunkte einer neuen Kompressorengeneration mit digital geregelter Antriebstechnik. Die Erzeugung öl- und silikonfreier Druckluft wird so deutlich effizienter.

Kolben oder Schraube, feste Drehzahl oder drehzahlgeregelt, ölgeschmiert oder ölfrei arbeitend, luft- oder wassergekühlt: Das sind seit mehreren Jahrzehnten die Alternativen, die sich dem Anwender von Druckluft bieten, wenn er die Anschaffung eines neuen Kompressors plant. Man kann das positiv sehen und feststellen, dass die etablierten Verdichtungsprinzipien und Antriebstechnologien eben sehr ausgereift sind. Aber in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Wirkungsgrad gab und gibt es dennoch erheblichen Optimierungsbedarf.

Optimieren, aber wie?

Das war der Anlass für die Entwickler im Compair-Werk in Simmern/Hunsrück, die Grundkonzeption der ölfreien Drucklufterzeugung in Frage zu stellen und neu zu denken. Das Ergebnis dieser Entwicklungsarbeit sind die Ultima-Kompressoren, deren Serienproduktion in 2017 gestartet wurde und die weltweit in anspruchsvollen Einsätzen die Leistungsvorgaben bestätigen.

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Ultima wurde im Rahmen der Pureair-Serie entwickelt, ist in verschiedenen Leistungsabstufungen von 75 kW bis 160 kW verfügbar und laut Hersteller darauf ausgelegt, mit besonderer Effizienz qualitativ hochwertige ölfreie Druckluft zu erzeugen. Ein weiterer wichtiger Punkt im Pflichtenheft war die Vorgabe, die Baugröße der Kompressoren deutlich zu verringern. Um es gleich vorwegzunehmen: Ultima bietet eine um bis zu 13 % höhere Energieeffizienz bei bis zu 37 % geringeren Abmessungen.

Antriebstechnik neu gedacht

Basis dieses Entwicklungssprungs ist die innovative Antriebstechnik. Konventionelle öl­freie Schraubenverdichter arbeiten zweistufig, wobei ein zentraler Drehstrommotor über ein mechanisches Getriebe die beiden Verdichterstufen antreibt. Aus dem festen Verhältnis der Drehzahlen (unabhängig von der Regelung des Einzelmotors) resultieren in der Praxis Effizienzverluste: Beide Verdichterstufen müssen stets gleichzeitig beschleunigen und verlangsamen. Bei der Ultima hingegen wird jede Verdichterstufe über einen eigenen Elektromotor angetrieben. Hier kommen hocheffiziente drehzahlgeregelte Permanentmagnetmotoren zum Einsatz, die in Simmern speziell für diese Anwendung entwickelt wurden. Sie arbeiten mit Drehzahlen bis 22 000 min-1 und haben höhere Wirkungsgrade als IE4-Motoren. Das bedeutet: Beide Stufen können bedarfsgerecht die gewünschte Luftleistung erzeugen. Ein elektronisches Getriebe überwacht die Drehzahlen der beiden Antriebe und passt sie kontinuierlich an, um jederzeit einen maximalen Wirkungsgrad und optimale Druckverhältnisse zu gewährleisten.

Energiebedarf gesenkt und 45 % weniger im Leerlauf

In der Praxis führt dies – bei identischen Liefermengen – zu einer Verringerung des Energiebedarfs. Dazu trägt das innovative Konzept der PM-Motoren ebenso bei wie der separate, präzise regelbare Antrieb der beiden Stufen.

Die Entwickler der neuen Ultima-Kompressoren haben besonderes Augenmerk auf einen geringen Energieverbrauch im Leerlauf gelegt. Also, wenn der Antrieb läuft, aber keine Luft verdichtet wird. Der Erfolg lässt sich mit Zahlen belegen: Ein Ultima-Verdichter verbraucht im Leerlauf rund 45 % weniger Energie als ein herkömmlicher zweistufiger Kompressor. Schon eine elektrische Leistung von 8 kW reicht für den Leerlauf­betrieb einer 160-kW-Maschine aus.

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