17. Juni 2022
Energiespartechnologien von VSD-Kältemittel-Lufttrocknern
Geschätzte Lesedauer: 5 Minuten
Damit Druckluftsysteme ordnungsgemäß funktionieren, muss die Luft trocken sein. Umgebungsluft erhitzt sich jedoch beim Komprimieren (Man kann physische Gesetze nicht ändern!). Beim Austritt aus dem Kompressor ist sie also zu 100 % mit Wasser gesättigt. Sobald die Luft abkühlt, beginnt das Wasser zu kondensieren.
Um Pneumatikwerkzeuge und Druckluftmessgeräte zu schützen und zu verhindern, dass es in den Luftleitungen zu Korrosion und Leckagen kommt, darf die Druckluft vor dem Eintritt in das Luftnetz keine flüssige Feuchtigkeit ausweisen und muss eine niedrige relative Feuchtigkeit haben. Filter und Abscheider können Feuchtigkeitströpfchen aus einem System entfernen, jedoch nicht den Wasserdampf. Um Wasserdampf bis zu einem niedrigen Taupunkt zu entfernen, benötigen Sie einen Lufttrockner. Hier kommt häufig die Kältemittel-Lufttrocknung zum Einsatz.
So funktioniert ein Kältemittel-Lufttrockner
Zunächst gelangt Druckluft in den Trockner und strömt durch einen Luft-Luft-Wärmetauscher, der die einströmende Luft vorkühlt. Anschließend strömt die Druckluft durch einen Luft-Kältemittel-Wärmetauscher, wo der Drucktaupunkt auf +3 °C gesenkt wird. Der Wasserdampf in der Luft kondensiert zu Flüssigkeit, die aufgefangen und entfernt wird. Die trockene Luft wird dann im Luft-Luft-Wärmetauscher erwärmt, um die relative Luftfeuchtigkeit zu verringern und eine Kondensatbildung in den nachgeschalteten Rohrleitungen zu verhindern.
Energie sparen mit variabler Drehzahlregelung
Bei den meisten Produktionsabläufen schwankt der Druckluftbedarf, ein herkömmlicher Luftkompressor besitzt jedoch nur eine Drehzahl, nämlich Volllast. Falls weniger Luft benötigt wird, wird viel Energie verschwendet. Ein Luftkompressor mit variabler Drehzahlregelung (VSD, Variable Speed Drive) bietet jedoch erhebliche Energieeinsparungen, da die Motordrehzahl automatisch an den Luftbedarf angepasst wird. Dank der Verbindung der energiesparenden Drehzahlregelung mit Kältemittel-Lufttrocknern wird eine qualitativ hochwertige Luft mit einem niedrigen und stabilen Taupunkt bei gleichzeitigen Energieeinsparungen ermöglicht.
Funktionsweise eines VSD-Kältemittel-Lufttrockners
Ein Kältemittel-Lufttrockner besitzt einen eigenen Kompressor, der das gasförmige Kältemittel zu flüssiger Form komprimiert. Bei herkömmlichen Kältemittel-Lufttrocknern wird üblicherweise ein Kolbenkompressor mit einer festen Drehzahl eingesetzt. In Hinblick auf die Energieeffizienz führt dies zum gleichen Nachteil der fehlenden Regelbarkeit wie bei einem Kompressor mit fester Drehzahl. Im Gegensatz dazu verwendet ein VSD-Kälte-Lufttrockner einen Scrollkompressor mit einem spiralförmigen Element, das sich um das zweite, fest montierte Element dreht. Das System ist kompakt und leise, und der Wechselrichter, der das Scrollelement antreibt, kann die Drehzahl an die Anforderungen anpassen.
In diesem Video erfahren Sie mehr über den FD-VSD-Kältemittel-Lufttrockner:
VSD-Systemsynchronisierung
Ein VSD-Kältemittel-Lufttrockner passt seine Leistung, genau wie ein VSD-Druckluftkompressor, automatisch an den schwankenden Druckluftbedarf an. Diese Anpassung erfolgt über das Steuersystem des Trockners, das auf die gleiche Weise wie das des Kompressors funktioniert und die Drehzahl über einen Wechselrichter reguliert. Wenn sich der Luftbedarf ändert, wird der Antriebsmotor des Druckluftkompressors beschleunigt oder verlangsamt, und der Kältemittelkompressor des Kältemittel-Lufttrockners passt sich synchron dem Druckluftkompressor an.
Effizienter als thermische Masse (zyklische Trocknung)
Es existiert eine ältere energiesparende Technologie, die als thermische Masse oder zyklische Trocknung bekannt ist und Kältemittel-Lufttrocknern eine gewisse Energieeffizienz verleiht. Ein Trockner mit thermischer Masse wechselt dabei zyklisch zwischen dem Volllastbetrieb und der Nutzung einer thermischen Masse für die Kühlung. Dieses Verfahren stellt im Vergleich zu Trocknern, die einfach mit einer festen Drehzahl (Volllast) arbeiten, eine Verbesserung dar. Zyklische Trockner benötigen jedoch Energie für die Kühlung der thermischen Masse, was ihre Gesamtenergieeinsparungen reduziert.
Taupunktstabilität
Ein wichtiger Vorteil der VSD-Kältemittel-Lufttrockner von Atlas Copco ist die Lufttrocknung bis zu einem stabilen niedrigen Taupunkt, unabhängig von der Umgebungstemperatur. Bei einem Trockner mit thermischer Masse wird der Drucktaupunkt als Auslöser für den Start oder Stopp des Kältemittelkompressors mit fester Drehzahl verwendet, sodass der Taupunkt ständig steigt und fällt. Durch diese Fluktuation kann die Luftqualität um zwei Reinheitsklassen sinken. Im Gegensatz dazu liefert ein VSD-Kältemittel-Lufttrockner konstant Luft, die bis zu einem stabilen Taupunkt getrocknet wurde und ISO 8573-1 Klasse 4 erfüllt.
FD-VSD-Kältemitteltrockner von Atlas Copco
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