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Airbus setzt drehzahlgeregelte Kompressoren von Atlas Copco ein

Drehzahlgeregelter Kompressor eliminiert Druckschwankungen / Übergeordnete Steuerung minimiert Leerlaufzeiten

Die Fertigung im Airbus-Werk Finkenwerder ist sehr druckluftintensiv: Für Montage und Innenausbau werden Druckluftwerkzeuge eingesetzt, der Lackierprozess benötigt Spritz- und Atemluft, und auch die Luftkissenfahrzeuge, mit denen Flugzeugrümpfe von A nach B bewegt werden, brauchen Druckluft. Wenn die 3000 Monteure am Standort Pause machen, geht der Druckluftverbrauch deutlich nach unten – so dass der Bedarf stark schwankt. Das Druckluftnetz ist mehrere Kilometer lang und wird von zwei Stationen bespeist. In der Vergangenheit wurde die benötigte Druckluftmenge von vier Schraubenkompressoren bereitgestellt.
Je nach Bedarf gingen eine oder mehrere Maschinen ans Netz. Die Kompressoren wurden über eigene Druckschalter geschaltet.

Dabei gab es eine gewisse Schalthysterese, das heißt eine Stufung des Druckes, bei dem eine Maschine ansprang beziehungsweise wieder abschaltete.
Dieser ehemals „kaskadierte“ Systemaufbau führte zu einem relativ breiten Druckband von 6,6 bis 7,6 bar. Außerdem wies das Altkonzept aufgrund der Volllast-Leerlauf-Steuerung einen hohen Anteil an Leerlaufzeiten auf: Die Kompressoren durften nicht mehr als drei Mal in der Stunde anlaufen. Wurde ein Kompressor nur für kurze Zeit benötigt, so konnte es sein, dass er danach für 20 Minuten im Leerlauf war.

Airbus Anwenderbericht

Airbus

Energieverbrauch für die Leerlaufzeiten war viel zu hoch

Wurde der Verdichter in dieser Zeitspanne nicht wieder angefordert, ging er in den Stand-by-Modus. Doch theoretisch konnte es vorkommen, dass der Kompressor pro Stunde einen Leerlaufanteil von 50 Minuten zu verzeichnen hatte – bei mindestens 20 % Motorleistung. Der Energieverbrauch für die Leerlaufzeiten war Airbus viel zu hoch, so dass ein neues Konzept gewünscht war. In der Folge wurde die Druckluftversorgung ganz neu konzipiert.

Das Herzstück der neuen Druckluftanlage ist ein drehzahl - geregelter, öleingespritzter Schraubenkompressor GA 160W VSD von Atlas Copco, der gemeinsam mit einem GA 110W mit fester Drehzahl einen der alten Kompressoren ersetzt. Die anderen drei Bestandsmaschinen wurden ins aktuelle Konzept integriert. Ein CAN-Bus-Modul erlaubt ihnen jeweils die Kommunikation mit der ebenfalls hinzugekommenen übergeordneten Steuerung ES 130 V. Die beiden neuen Kompressoren kommunizieren über ein bereits integriertes Elektronikon-Modul. Die ES 130 V wählt je nach benötigter Druckluftmenge die passenden Grundlastmaschinen aus und sorgt dafür, dass der drehzahlgeregelte Kompressor, der die Spitzenlast abdeckt, im optimalen Bereich arbeitet. Heute liegt im Werk ein kontinuierlicher Druck von 7,2 bar vor – bei höchstens 0,1 bar Schwankungsbreite. Leerlaufverluste konnten fast vollständig eliminiert werden, wodurch die Energiebilanz verbessert wurde.


Wärmerückgewinnung durch Wasserkühlung

Zur neuen Druckluftanlage gehören ferner zwei drehzahlgeregelte Kältetrockner FD 750W VSD. Diese sind den GA-Kompressoren jeweils nachgeschaltet und stellen sicher, dass die Druckluft mit einem Taupunkt von 2 bis 3 °C ins Leitungsnetz eintritt. Die bestehenden Kompressoren sind ebenfalls mit Kältetrocknern ausgerüstet, welche die Druckluft nach der Verdichtung trocknen und reinigen. Trotz des etliche Kilometer langen Netzes liegen die Druckverluste lediglich bei circa 0,1 bar. Der gute Wert ist das Resultat vorausschauender Planung. So hat die für die Druckluftversorgung zuständige Abteilung seinerzeit die größeren Zwei-Zoll-Querschnitte durchgesetzt, wovon das Unternehmen noch heute profitiert. Die Effizienz wird noch weiter gesteigert durch die selbst konzipierte Wärmerückgewinnung, welche die Abwärme der Kompressoren über eine Wasserkühlung und einen Wärmetauscher für die Vorwärmung der Verbrennungsluft im Heizwerk nutzt. Die beiden neuen wassergekühlten Kompressoren von Atlas Copco konnten problemlos in dieses Konzept integriert werden.


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Industry segment Anwenderbericht Ölgeschmierte Kompressoren GA VSD Anwenderbericht Luft- und Raumfahrt