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Industriekompressoren mit variabler Drehzahlregelung

VSD Variable Speed Drive VSD+ Ölgeschmierte Kompressoren GA VSD

Ein Industriekompressor mit variabler Drehzahlregelung (Variable Speed Drive, VSD) passt die Betriebsdrehzahl des Kompressors automatisch an, um die Druckluftproduktion in Echtzeit auf den Bedarf abzustimmen. VSD-Kompressoren sind für einen Betrieb ausgelegt, bei dem der Druckluftbedarf schwankt, z. B. für Einrichtungen, die verschiedene Prozesse durchführen oder bei denen in mehreren Schichten gearbeitet wird, sodass der Druckluftbedarf im Laufe des Tages steigt und sinkt.

Im Vergleich zu Kompressoren mit fester Drehzahl, die nur mit voller Drehzahl arbeiten, bieten VSD-Kompressoren mehrere Vorteile:

  • Da der VSD-Kompressor nur bei Bedarf läuft, werden die Energiekosten reduziert – normalerweise stark genug, um die zusätzlichen Investitionen in die VSD-Technologie zu kompensieren.
  • Ein VSD-Kompressor kann unter vollem Systemdruck starten und stoppen. Es ist kein Entlasten notwendig. Dies spart Zeit und Energie.
  • Es geht keine Zeit durch Leerlauf verloren.
  • Im Normalbetrieb kommt es nicht zu Abblasverlusten.
  • Erhöhte Abgaben an den Energieversorger für Stromspitzen beim Start werden vermieden.
  • Der Druck im Luftsystem ist gleichmäßiger und auch geringer, wodurch Undichtigkeiten minimiert werden

Sehen Sie sich dieses Video an, um mehr über die VSD-Technologie zu erfahren

Energieeinsparungen

Der größte Anteil (ca. 70 %) an den Gesamtbetriebskosten eines industriellen Kompressors entfällt auf den Energieverbrauch. Ein VSD-Kompressor kostet mehr in der Anschaffung als ein identischer Kompressor mit fester Drehzahl, die höheren Investitionskosten werden jedoch üblicherweise durch Energieeinsparungen amortisiert. Die VSD-Technologie kann die Stromkosten für einen Kompressor je nach Anwendung und Größe des Kompressors um 35 % bis 50 % senken, sodass dank VSD jährliche Einsparungen von mehreren hundert Euro bis hin zu mehreren zehntausend Euro möglich sind.

Die Einsparungen können so bedeutend sein, dass Regierungen und Energieversorger möglicherweise finanzielle Anreize (Stichwort BAFA), Rabatte, Steuergutschriften oder zinsfreie Kredite anbieten, um Unternehmen dazu anzuregen, auf die energieeffizientere VSD-Technologie umzusteigen, die den Gesamtstromverbrauch senkt und plötzliche Nachfragespitzen minimiert.

So funktioniert ein VSD-Kompressor

VSD-Kompressor
Die variable Drehzahlregelung spart Energie, indem sie die Drehzahl (U/min) des Kompressors über einen Wechselrichter anpasst.
Anstatt den gesamten Strom direkt in einen herkömmlichen Industriekompressor mit fester Drehzahl, der mit voller Leistung arbeitet, zu leiten, liefert der Wechselrichter dem VSD-Kompressor die erforderliche Spannung.
Elektronische Geräte messen den Systemdruck, und eine integrierte Steuerung passt die Motordrehzahl an den tatsächlichen Luftbedarf an. Die Idee dahinter ist einfach, doch die Technologie, die dies möglich macht, ist hochentwickelt.

VSD-Antriebsstrang

Die Magie liegt im Antriebsstrang, der Kombination aus Motor und Element. Die variable Drehzahlregelung funktioniert am besten mit Schraubenkompressoren, da deren Volumenstrom und Stromverbrauch nahezu proportional zur Drehzahl sind. Sowohl Motor als auch Schraubenelemente passen ihre Geschwindigkeit an, und als Ergebnis wird die erforderliche Menge an Druckluft bereitgestellt. Der Elektromotor ist speziell für diesen Betrieb ausgelegt, wobei ein besonderes Augenmerk auf Kühlungsanforderungen und Effizienz über den gesamten Drehzahlbereich liegt.

VSD-Motor

iPM-Motor
Standard-VSD-Einheiten sind mit Induktionsmotoren ausgestattet, die an die Schraubenelemente mit Zahnrädern gekoppelt sind. Die neueste VSD-Technologie verfügt jedoch über einen Motor mit internem Permanentmagnet. Bei der VSD+-Ausführung teilt sich der iPM-Motor einen Rotor mit den Schraubenelementen.

Das bedeutet: Direktantrieb, sehr energieeffizient und leise. Der gesamte Antriebsstrang ist ein geschlossener Kreislauf, in dem Motor und Elemente mit Öl gekühlt werden – eine weitere großartige Möglichkeit, Energie zu sparen. Kompressoren mit iPM-Technologie senken den Stromverbrauch im Vergleich zu Kompressoren mit Leerlauf durchschnittlich um 50 %.

Die neue Technologie verfügt außerdem über eine vertikale Bauweise, die den Platzbedarf im Vergleich zu herkömmlichen Kompressoren um bis zu 55 Prozent reduziert.

Wann ein VSD-Kompressor sinnvoll ist

VSD im Vergleich zu fester Drehzahl
Für den Betrieb mit schwankendem Druckluftbedarf lohnt es sich, einen VSD-Kompressor in Erwägung zu ziehen. Ein herkömmlicher Kompressor mit fester Drehzahl ist ein- oder ausgeschaltet und arbeitet im eingeschalteten Zustand ausschließlich mit voller Leistung.
Wenn weniger Luft benötigt wird, wird viel Energie verbraucht und verschwendet. Ein VSD-Kompressor passt die Motordrehzahl automatisch an den Luftbedarf an und sorgt so für erhebliche Energieeinsparungen.

Wann ein VSD-Kompressor möglicherweise nicht sinnvoll ist

Einige industrielle Prozesse sind im Betrieb konstant, sodass ein Kompressor mit fester Drehzahl und richtiger Größe die Anforderungen an Druckluft zuverlässig und effizient erfüllen kann. Wenn der Bedarf innerhalb von 5 % bis 10 % des gesamten Volumenstroms (FAD) konstant bleibt, kann ein Kompressor mit fester Drehzahl eine höhere Effizienz als ein Kompressor mit variabler Drehzahlregelung bieten. Wichtig zu beachten ist, dass ein VSD-Kompressor nicht für den Dauerbetrieb bei voller Drehzahl ausgelegt ist. Im Dauerbetrieb führen die Schaltverluste des Wechselrichters zu einer geringeren Energieeffizienz als bei einem sonst identischen Kompressor mit fester Drehzahl. 

Ermitteln, ob ein VSD-Kompressor sinnvoll ist

Ermitteln der VSD-Leistung
Eine professionelle Druckluftbedarfsprüfung ist die beste Möglichkeit, um festzustellen, ob ein VSD-Kompressor für die entsprechende Druckluftanwendung am besten geeignet ist.
Diese Prüfungen werden von Unternehmen durchgeführt, die sich auf die Implementierung von Druckluftanlagen spezialisiert haben.
Eine Druckluftbedarfsprüfung (Airscan) kann dabei helfen, die effizientesten Steuerungen für ein Druckluftsystem zu ermitteln, einschließlich der variablen Drehzahlregelung.