Schraubenkompressoren

Compressor Types Compressed Air Wiki Displacement Compressors Compressors

Vielleicht kennen Sie bereits die beiden Grundprinzipien der Luftverdichtung. Eines dieser Prinzipien ist die Verdrängungsverdichtung. Es gibt eine Vielzahl von Kompressortypen, die als Verdrängerkompressoren eingestuft werden. Einer der bekanntesten und verbreitetsten Typen ist der Doppelschraubenkompressor.

Was sind Doppelschraubenkompressoren?

Grafik eines Schraubenkompressors

Das Prinzip des rotierenden Verdrängerkompressors mit Doppelschraube wurde in den 1930er Jahren entwickelt, als ein Rotationskompressor mit hohem und stabilem Luftstrom bei unterschiedlichen Druckbedingungen benötigt wurde. Die Hauptteile des Doppelschraubenelements sind der Haupt- und der Nebenrotor, die sich in entgegengesetzter Richtung drehen, während das Volumen zwischen ihnen und dem Gehäuse abnimmt.

Jedes Schraubenelement hat ein festes, konstruktionsbedingtes Druckverhältnis, das von der Länge, der Steigung der Schraube und der Form des Auslassanschlusses abhängt. Um eine maximale Effizienz zu erreichen, muss das konstruktionsbedingte Druckverhältnis an den erforderlichen Betriebsdruck angepasst sein. Der Schraubenkompressor ist in der Regel nicht mit Ventilen ausgestattet und hat keine mechanischen Kräfte, die eine Unwucht verursachen. Das bedeutet, dass er mit einer hohen Wellendrehzahl arbeiten kann und einen hohen Luftstrom bei kleinen Außenabmessungen erreicht. Eine axial wirkende Kraft, die von der Druckdifferenz zwischen Einlass und Auslass abhängig ist, muss durch die Lager überwunden werden.

Ölfrei verdichtende Schraubenkompressoren

Ölfrei verdichtender Schraubenkompressor

Die ersten Doppelschraubenkompressoren hatten ein symmetrisches Rotorprofil, und es wurde kein Kühlmittel in der Verdichtungskammer eingesetzt. Diese wurden als ölfrei verdichtende oder trockene Schraubenkompressoren bezeichnet. Moderne, ölfrei verdichtende Hochgeschwindigkeits-Schraubenkompressoren haben asymmetrische Schraubenprofile, was zu einer deutlich verbesserten Energieeffizienz führt, da interne Leckagen verringert werden. Am häufigsten werden externe Getriebe verwendet, um die Position der gegenläufigen Rotoren zu synchronisieren. Da die Rotoren weder untereinander noch mit dem Kompressorgehäuse in Kontakt kommen, ist in der Verdichtungskammer keine Schmierung erforderlich.


Folglich ist die Druckluft vollkommen ölfrei. Die Rotoren und das Gehäuse sind mit höchster Präzision gefertigt, um Leckagen von der Druckseite zum Einlass zu minimieren. Das konstruktionsbedingte Druckverhältnis wird durch den Grenzwert für die Temperaturdifferenz zwischen Einlass und Auslass begrenzt. Aus diesem Grund verfügen ölfrei verdichtende Schraubenkompressoren häufig über mehrere Stufen und Zwischenkühlungen, um höhere Drücke zu erreichen.

Wie funktionieren flüssigkeitseingespritzte Schraubenkompressoren?

Bei flüssigkeitseingespritzten Schraubenkompressoren wird eine Flüssigkeit in die Verdichtungskammer und häufig auch in die Kompressorlager eingespritzt. Deren Funktion ist es, die beweglichen Teile des Kompressorelements zu kühlen und zu schmieren, die Druckluft intern zu kühlen und Rücklaufleckagen zum Einlass zu verringern. Heutzutage ist Öl aufgrund der guten Schmier- und Dichtungseigenschaften die am häufigsten eingespritzte Flüssigkeit, jedoch werden auch andere Flüssigkeiten verwendet, z. B. Wasser oder Polymere. Flüssigkeitseingespritzte Schraubenkompressorelemente können hohe Druckverhältnisse erreichen, wobei eine Verdichtungsstufe normalerweise für einen Druck von bis zu 14 und sogar 17 bar ausreichend ist, wenn auch auf Kosten einer geringeren Energieeffizienz.

Kompressoren mit fester Drehzahl im Vergleich zu Kompressoren mit variabler Drehzahlregelung (VSD)

Der grundlegende Unterschied zwischen den beiden Technologien ergibt sich schon aus dem Namen. Kompressoren mit fester Drehzahl laufen bei einer kontinuierlichen festen Drehzahl und sind normalerweise bei 100 % ihrer Kapazität sehr effizient, d. h. wenn der Motor läuft und Druckluft erzeugt wird. Die Ineffizienz von Kompressoren mit fester Drehzahl wird offensichtlich und kann leicht gemessen werden, wenn das Gerät entlastet und die Drucklufterzeugung eingestellt wird. Bevor der Motor zum Stillstand kommt, läuft er noch einige Zeit, während keine Druckluft mehr erzeugt wird, wodurch Energie und Geld verschwendet werden. Ineffizienz und Verschwendung treten besonders in Einrichtungen zutage, bei denen in mehreren Schichten gearbeitet wird und bei denen sich im Laufe des Tages der Druckluftbedarf stark ändert.


Die Technologie der variablen Drehzahlregelung (VSD) basiert auf einem anderen Prinzip, da der Motor sich mit der entsprechenden Drehzahl für die in einer bestimmten Anlage/Einrichtung benötigte Menge an Luft dreht. Einfacher ausgedrückt, wenn der Bedarf/die Nachfrage nach Luft steigt, wird die Drehzahl des Motors erhöht, wodurch ein höherer Luftstrom erzeugt wird. Wenn sich die Nachfrage dagegen verringert, verlangsamt sich der Motor automatisch und verbraucht nur die erforderliche Energie, um den entsprechenden Luftstrom zu erzeugen. VSD-Druckluftkompressoren passen die Ausgabe an den Bedarf an und können erkennen, welcher Luftstrom verbraucht wird, um die Drehzahl entsprechend anzupassen. An weniger produktionsintensiven Tagen kann die VSD-Technologie in der zweiten oder dritten Schicht besonders praktisch sein, da sie keine Energie verschwendet und dadurch Geld spart.


Angesichts der Tatsache, dass die Erzeugung von Druckluft kostspielig ist (sie kann bei den Energiekosten mehr als 70 % der Gesamtbetriebskosten ausmachen), können mithilfe der VSD-Technologie Einsparungen von 35-50 % erzielt werden. Je nach Größe des Kompressors können die Einsparungen Hunderte bis Zehntausende Euro pro Jahr oder mehr betragen, sodass dieser Typ eine ideale Investition für jede Einrichtung ist. VSD-Kompressoren sind mittlerweile eher die Regel als die Ausnahme. Viele Kunden profitieren von den jährlichen Energieeinsparungen und können so das Geld in andere Ressourcen investieren.

Ähnliche Artikel

Wahl des perfekten industriellen Kompressors

Es gibt viele Dinge, die Sie berücksichtigen müssen, wenn Sie einen Druckluftkompressor für Ihr Unternehmen auswählen. In diesem Beitrag wird erläutert, welcher Kompressor für Sie am besten geeignet ist, basierend auf Ihrer Anwendung und Ihren Anforderungen.

Kolbenkompressoren

Erfahren Sie mehr über die Luftverdichtung und die verschiedenen Arten von Verdrängerkompressoren, die wir heute kennen. Hier sprechen wir über ölgeschmierte und ölfrei verdichtende Kolbenkompressoren.