Auswahl zwischen Schrauben- und Kolbenkompressor: Was Sie wissen müssen

Schraubenkompressoren sind eine beliebte Wahl für Dauerbetrieb und hohen Druckluftbedarf. Sie sind bekannt für ihre Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und geringere Wartungsanforderungen im Vergleich zu Kolbenkompressoren.

Für einen Einsatz im Dauerbetrieb und für höhere Druckluftmengen sind Schraubenkompressoren von Atlas Copco besser geeignet. Die öleingespritzten Schraubenkompressoren der GA-Serie werden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Energieeffizienz empfohlen. Diese Kompressoren können bei Temperaturen von bis zu 46 Grad Celsius betrieben werden und behalten ihre Effizienz im Laufe der Zeit bei.

Bei der Auswahl eines Schraubenkompressors sind folgende Aspekte zu berücksichtigen:

Energieeffizienz

Schraubenkompressoren sind im Allgemeinen energieeffizienter als Kolbenkompressoren, insbesondere wenn sie mit einer variablen Drehzahlregelung (VSD) ausgestattet sind. Diese passt die Motordrehzahl an den Luftbedarf an, um den Energieverlust zu verringern.

Der isentrope Wirkungsgrad ist ein Maß für die Effizienz eines Kompressors, wobei höhere Prozentwerte auf eine bessere Leistung hinweisen. Der höchste isentrope Wirkungsgrad für Schraubenkompressoren liegt bei etwa 92 %, was zu erheblichen Energieeinsparungen führen kann.

Preis und Gesamtbetriebskosten

Während die Anschaffungskosten eines Schraubenkompressors höher sein können als die eines Kolbenkompressors, fallen die Gesamtbetriebskosten aufgrund der höheren Effizienz und der geringeren Wartungskosten oft niedriger aus. Die Gesamtbetriebskosten umfassen den Kaufpreis, den Energieverbrauch, die Wartung sowie Kosten für Stillstandzeiten.

Zuverlässigkeit und Langlebigkeit

Schraubenkompressoren sind für ihre Zuverlässigkeit und Langlebigkeit bekannt. Sie haben weniger bewegliche Teile, was zu weniger Verschleiß und einer beständigeren Leistung im Laufe der Zeit führt.

Diese Zuverlässigkeit kann in anspruchsvollen Industrieumgebungen, in denen Stillstandzeiten kostspielig sein können, von entscheidender Bedeutung sein.

Geräuschpegel

Geräuschpegel sind ein wichtiger Aspekt am Arbeitsplatz. Schraubenkompressoren laufen tendenziell leiser als Kolbenkompressoren, sodass sie näher an Arbeitsbereichen aufgestellt werden können, ohne dass es zu erheblichen Störungen durch Geräuschentwicklung kommt.

Wartung

Die Wartung ist für Schraubenkompressoren aufgrund ihrer Bauweise, die weniger bewegliche Teile enthält, einfacher. Dies kann zu niedrigeren Wartungskosten und weniger häufigem Wartungsbedarf führen. Es ist jedoch wichtig, die Verfügbarkeit von Servicetechnikern und Ersatzteilen für die gewählte Marke und das gewählte Modell zu berücksichtigen.

Schraubenkompressoren sind eine beliebte Wahl für Dauerbetrieb und hohen Druckluftbedarf. Sie sind bekannt für ihre Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und geringere Wartungsanforderungen im Vergleich zu Kolbenkompressoren.

Für einen Einsatz im Dauerbetrieb und für höhere Druckluftmengen sind Schraubenkompressoren von Atlas Copco besser geeignet. Die öleingespritzten Schraubenkompressoren der GA- und GA FLX-Serie werden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Energieeffizienz empfohlen. Diese Kompressoren können bei Temperaturen von bis zu 46 Grad Celsius betrieben werden und behalten ihre Effizienz im Laufe der Zeit bei.

Bei der Auswahl eines Schraubenkompressors sind folgende Aspekte zu berücksichtigen:

Energieeffizienz

Schraubenkompressoren sind im Allgemeinen energieeffizienter als Kolbenkompressoren, insbesondere wenn sie mit einer variablen Drehzahlregelung (VSD) ausgestattet sind. VSD-Kompressoren, wie die dritte Generation unserer VSD-Kompressoren, GA VSDs, passen die Motordrehzahl an den Druckluftbedarf an und verringern so den Energieverlust. Wenn die anfänglichen Investitionskosten für diese intelligenten VSD-Kompressoren jedoch zu hoch sind, stellen die Dual-Speed-Kompressoren der GA FLX-Serie die ideale energieeffiziente Alternative dar.  

Der isentrope Wirkungsgrad ist ein Maß für die Effizienz eines Kompressors, wobei höhere Prozentwerte auf eine bessere Leistung hinweisen. Der höchste isentrope Wirkungsgrad für Schraubenkompressoren liegt bei etwa 92 %, was zu erheblichen Energieeinsparungen führen kann.

Preis und Gesamtbetriebskosten

Während die Anschaffungskosten eines Schraubenkompressors höher sein können als die eines Kolbenkompressors, fallen die Gesamtbetriebskosten aufgrund der höheren Effizienz und der geringeren Wartungskosten oft niedriger aus. Die Gesamtbetriebskosten umfassen den Kaufpreis, den Energieverbrauch, die Wartung sowie Kosten für Stillstandzeiten.

Zuverlässigkeit und Langlebigkeit

Schraubenkompressoren sind für ihre Zuverlässigkeit und Langlebigkeit bekannt. Sie haben weniger bewegliche Teile, was zu weniger Verschleiß und einer beständigeren Leistung im Laufe der Zeit führt.

Diese Zuverlässigkeit kann in anspruchsvollen Industrieumgebungen, in denen Stillstandzeiten kostspielig sein können, von entscheidender Bedeutung sein.

Geräuschpegel

Geräuschpegel sind ein wichtiger Aspekt am Arbeitsplatz. Schraubenkompressoren laufen tendenziell leiser als Kolbenkompressoren, sodass sie näher an Arbeitsbereichen aufgestellt werden können, ohne dass es zu erheblichen Störungen durch Geräuschentwicklung kommt.

Wartung

Die Wartung ist für Schraubenkompressoren aufgrund ihrer Bauweise, die weniger bewegliche Teile enthält, einfacher. Dies kann zu niedrigeren Wartungskosten und weniger häufigem Wartungsbedarf führen. Es ist jedoch wichtig, die Verfügbarkeit von Servicetechnikern und Ersatzteilen für die gewählte Marke und das gewählte Modell zu berücksichtigen.

Beim Vergleich von Kolben- und Schraubenkompressoren ist es wichtig, ihre Unterschiede beim Betrieb zu verstehen und wie sich diese auf ihre Eignung für bestimmte Aufgaben auswirken. Kolbenkompressoren, auch Hubkolbenverdichter genannt, werden in der Regel für Anwendungen eingesetzt, die kurze, intensive Druckluftstöße erfordern. Im Gegensatz dazu wurden Schraubenkompressoren für Anwendungen entwickelt, die einen konstanten Druckluftstrom über längere Zeiträume benötigen.

Unterschiede beim Betrieb

Kolbenkompressoren ziehen Luft in einen Zylinder und verdichten diese über einen Hubkolben. Sie eignen sich im Allgemeinen am besten für einen geringeren Druckluftbedarf und haben einen Arbeitszyklus von etwa 60–70 %, d. h. sie müssen regelmäßig abgeschaltet werden, um eine Überhitzung zu vermeiden.

Bei Schraubenkompressoren werden dagegen zwei ineinandergreifende Rotoren verwendet, um die Luft zu verdichten. Außerdem sind sie flüssigkeitsgekühlt. Dies ermöglicht einen Arbeitszyklus von 100 % und einen Dauerbetrieb ohne Überhitzungsrisiko.

Energieeffizienz

Schraubenkompressoren sind in der Regel energieeffizienter als Kolbenkompressoren und liefern mehr Druckluft pro Einheit eingesetzter Energie. Beispielsweise liefern Kolbenkompressoren in der Regel 3–4 Kubikfuß pro Minute (cfm) pro Pferdestärke (PS), während Schraubenkompressoren 4–5 cfm pro PS liefern. Diese Effizienz ist besonders dann von Vorteil, wenn die Stromkosten hoch sind.

Luftqualität

Ein weiterer Aspekt ist die Qualität der Druckluft. Kolbenkompressoren arbeiten bei höheren Innentemperaturen, was zu mehr Feuchtigkeit in der Druckluft führen kann. Dies kann zusätzliche Komponenten für Trocknung und Reinigung erforderlich machen. Schraubenkompressoren laufen bei niedrigeren Temperaturen und sind oft mit integrierten Nachkühlern ausgestattet, um die Drucklufttemperatur zu senken. Damit wird eine bessere Luftqualität erreicht.

Wartung und Langlebigkeit

Schraubenkompressoren haben weniger bewegliche Teile als Kolbenkompressoren, was zu weniger Verschleiß und geringerem Wartungsbedarf führt. Kolbenkompressoren sind zwar einfacher konstruiert und können leichter gewartet werden, erfordern jedoch aufgrund mehr beweglicher Teile in der Regel eine häufigere Wartung.

Geräuschpegel und Platzbedarf

Schraubenkompressoren laufen leiser und benötigen weniger Platz als Kolbenkompressoren, wodurch sie näher an Arbeitsbereichen aufgestellt werden können.

Gesamtbetriebskosten

Die Anschaffungskosten eines Schraubenkompressors fallen möglicherweise höher aus, aber die Gesamtbetriebskosten können aufgrund der höheren Effizienz und der geringeren Wartungskosten im Laufe der Zeit niedriger sein. Zu den Gesamtbetriebskosten gehören der Kaufpreis, der Energieverbrauch, die Wartung und die Kosten für Stillstandzeiten.

Betriebskosten und Energieeffizienz

Schraubenkompressoren haben in der Regel niedrigere Betriebskosten und sind langfristig energieeffizienter, insbesondere bei Einsatz im Dauerbetrieb. Kolbenkompressoren können jedoch bei kleineren oder weniger häufigen Anwendungen Einsparungen bieten.

Die GA-Serie von Atlas Copco mit VSD-Technologie wird aufgrund ihrer Energieeffizienz empfohlen. Insbesondere das Modell GA 5–37 VSDˢ kann erhebliche Energieeinsparungen erzielen und verfügt über eine Bauweise, die den Energieverbrauch minimiert.

Der Arbeitszyklus eines Kompressors ist ein entscheidender Faktor, der bei der Auswahl des richtigen Kompressors für Ihre Anforderungen berücksichtigt werden muss. Dieser Wert bezieht sich auf den prozentualen Anteil der Zeit, die ein Kompressor kontinuierlich betrieben werden kann, ohne dass eine Ruhezeit zum Abkühlen erforderlich ist. Dieses Konzept ist besonders wichtig beim Vergleich verschiedener Typen von Kompressoren, z. B. Schrauben- und Kolbenkompressoren, da sich der Arbeitszyklus direkt auf ihre Eignung für verschiedene Anwendungen auswirkt.

Definition und Bedeutung

Der Arbeitszyklus wird berechnet, indem die Laufzeit des Kompressors durch die gesamte Zykluszeit (Laufzeit plus Ruhezeit) geteilt wird, ausgedrückt in Prozent. Wenn beispielsweise ein Kompressor in einem 10-Minuten-Zyklus 6 Minuten lang läuft und 4 Minuten lang „ruht“, hat er einen Arbeitszyklus von 60 %. Es ist wichtig zu verstehen, was der Arbeitszyklus ist, um eine Überlastung des Kompressors zu vermeiden, die zu Überhitzung und möglichen Fehlfunktionen führen kann.

Schraubenkompressoren

Schraubenkompressoren sind dafür bekannt, dass sie mit einem Arbeitszyklus von 100 % arbeiten, was sie ideal für Anwendungen macht, die einen kontinuierlichen Druckluftstrom erfordern. Diese Kompressoren sind für einen Dauerbetrieb ohne Gefahr einer Überhitzung konzipiert, dank ihrer Kühlmechanismen, wie z. B. der Öleinspritzung. Diese Fähigkeit ist besonders nützlich für industrielle Umgebungen, in denen Druckluft über längere Zeiträume benötigt wird, z. B. bei Fertigungsprozessen, in der Lebensmittelverarbeitung und bei Pharmazeutika.

Kolbenkompressoren

Kolbenkompressoren hingegen eignen sich besser für Anwendungen mit einem niedrigeren Arbeitszyklus. Sie haben in der Regel Arbeitszyklen von 25 % bis 75 %, d. h. sie benötigen Ruhezeiten, um zwischen den Zyklen abzukühlen.

Diese Kompressoren eignen sich ideal für Aufgaben, bei denen kurze, intensive Luftstöße statt eines Dauerbetriebs erforderlich sind. Anwendungsbereiche sind z. B. Heimwerkerprojekte, kleine Werkstätten oder Szenarien mit zeitweiligem Druckluftbedarf.

Auswahl des richtigen Kompressors

Bei der Auswahl eines Kompressors ist es wichtig, den Arbeitszyklus im Verhältnis zu Ihrem Druckluftbedarf zu berücksichtigen. Für einen Dauerbetrieb oder einen hohen Druckluftbedarf eignet sich ein Schraubenkompressor mit einem Arbeitszyklus von 100 % besser. Bei zeitweiligem Betrieb oder geringerem Druckluftbedarf kann ein Kolbenkompressor mit einem niedrigeren Arbeitszyklus ausreichend sein.

Beim Vergleich von Schrauben- und Kolbenkompressoren (Hubkolbenverdichter) liegt ein wesentlicher Unterschied in der Anzahl der beweglichen Teile, die jeder Typ besitzt. Diese Unterscheidung hat erhebliche Auswirkungen auf die Wartungsanforderungen, die Lebensdauer und die Gesamtzuverlässigkeit.

Schraubenkompressoren: weniger bewegliche Teile

Schraubenkompressoren zeichnen sich durch ihre beiden ineinandergreifenden Rotoren aus, die die Luft verdichten, während sie durch den Kompressor strömt. Diese Kompressoren haben im Vergleich zu Kolbenkompressoren weniger bewegliche Teile, was mehrere Vorteile mit sich bringt:

• Weniger Verschleiß: Da weniger Teile in Bewegung sind, besteht weniger Verschleißpotenzial für Komponenten. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer und potenziell geringeren Wartungskosten im Laufe der Zeit.
  

• Erhöhte Zuverlässigkeit: Die Einfachheit der Schraubenbauweise trägt zu ihrer Zuverlässigkeit bei. Weniger bewegliche Teile bedeuten, dass weniger Komponenten ausfallen können, sodass diese Kompressoren eine zuverlässige Wahl für den Dauerbetrieb sind.
  

• Vereinfachte Wartung: Eine Wartung ist zwar trotzdem erforderlich, aber die Wartungsintervalle und die Komplexität bei der Wartung eines Schraubenkompressors sind im Allgemeinen geringer als bei einem Kolbenkompressor. Dies kann langfristig zu niedrigeren Wartungskosten führen.
  

Kolbenkompressoren: mehr bewegliche Teile

Kolbenkompressoren arbeiten mit einem Hubkolben, der Luft in einem Zylinder verdichtet. Diese Bauweise umfasst von Natur aus mehr bewegliche Teile, einschließlich Kolben, Pleuelstangen und Ventile, die den Betrieb auf verschiedene Weise beeinflussen:

• Höherer Verschleiß: Die größere Anzahl beweglicher Teile führt zu mehr Verschleiß. Dies kann die Lebensdauer des Kompressors verkürzen und häufigere Wartungsarbeiten und einen häufigeren Austausch von Teilen erforderlich machen.
  

• Höhere Wartungsanforderungen: Aufgrund ihrer Bauweise sind oft häufigere Wartungsarbeiten erforderlich, um dem Verschleiß ihrer zahlreichen beweglichen Komponenten entgegenzuwirken. Obwohl sie aufgrund ihrer Bauweise im Allgemeinen einfacher zu warten sind, können die Wartungsanforderungen insgesamt höher ausfallen.

• Potenzial für größere Zuverlässigkeit im zeitweiligen Betrieb: Trotz dieser Herausforderungen können diese Kompressoren sehr zuverlässig in Anwendungen sein, die keinen Dauerbetrieb erfordern. Ihre Bauweise ist gut geeignet für Umgebungen, in denen der Kompressor zwischen den Einsätzen ruhen und abkühlen kann.

Bei der Beurteilung der Auswirkungen auf den Energieverbrauch von Schrauben- und Kolbenkompressoren ist es wichtig, die Effizienz jedes Typs zu berücksichtigen, insbesondere im Zusammenhang mit einem Dauerbetrieb.

Schraubenkompressoren: höhere Energieeffizienz

Schraubenkompressoren sind im Allgemeinen energieeffizienter als Kolbenkompressoren, insbesondere wenn sie im Dauerbetrieb eingesetzt werden. Diese Effizienz ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen:

• Variable Drehzahlregelung (VSD): Schraubenkompressoren mit VSD können ihre Motordrehzahl an den Druckluftbedarf anpassen, wodurch der Energieverbrauch erheblich reduziert wird.
  

• Dauerbetrieb: Die Schraubenkompressoren sind auf einen Arbeitszyklus von 100 % ausgelegt und können kontinuierlich ohne Ruhezeiten betrieben werden. Dadurch wird die Effizienz während des gesamten Betriebs aufrechterhalten.
  

• Niedrigere Innentemperaturen: Schraubenkompressoren laufen bei niedrigeren Temperaturen, wodurch der Energiebedarf für Kühl- und Luftaufbereitungsprozesse reduziert werden kann.
  

Kolbenkompressoren: weniger effizient bei Dauerbetrieb

Kolbenkompressoren sind zwar für den zeitweiligen Betrieb geeignet, werden jedoch weniger energieeffizient, wenn sie im Dauerbetrieb eingesetzt werden. Dies hat folgende Gründe:

• Zeitweiliger Arbeitszyklus: Entwickelt für kürzere Laufzeiten mit Ruhezeiten, was zu weniger Effizienz im Dauerbetrieb führen kann.
  

• Höhere Betriebstemperaturen: Höhere Innentemperaturen können zu einem erhöhten Energieverbrauch für Kühlung und Luftaufbereitung führen.
  

Methoden zur Senkung des Energieverbrauchs

Um den Energieverbrauch zu senken, wird Folgendes empfohlen:

• Leckagen vermeiden: Vermeiden Sie Leckagen im Druckluftsystem, und reduzieren Sie die Betriebsdrücke so weit wie möglich. Für jedes Bar weniger Druck in Ihrem Systems sinkt Ihr Energieverbrauch um etwa 7 %.
• Vorkühlung des Lufteinlasses: Eine Senkung der Ansaugtemperatur kann den Energieverbrauch um 0,65 % pro 1 °C weniger Temperatur senken.
  

• Regelmäßige Wartung: Durch das Auswechseln der Filter und Warten des Kompressors gemäß dem empfohlenen Zeitplan kann die Energieeffizienz beibehalten werden.
  

• Filteroptimierung: Effiziente Filterkomponenten in Schraubenkompressoren können zur Gesamteffizienz des Systems und zu Energieeinsparungen beitragen.
  

Energieeffiziente Lösungen von Atlas Copco

Der Schraubenkompressor GA 5–37 VSDˢ von Atlas Copco ist ein führendes Beispiel für Energieeffizienz auf dem Markt. Dieses Modell kann im Vergleich zu Modellen mit fester Drehzahl Energieeinsparungen von bis zu 60 % erzielen. Der Schlüssel zu seiner Effizienz liegt in der VSD-Technologie (variable Drehzahlregelung), die es dem Kompressor ermöglicht, seine Motordrehzahl automatisch an den Druckluftbedarf anzupassen, wodurch der Energieverbrauch erheblich verringert wird.

Der GA FLX von Atlas Copco ist der effizienteste Kompressor ohne VSD-Technologie, da er im Vergleich zu herkömmlichen Modellen mit fester Drehzahl bis zu 20 % Energie sparen kann. 

Energieeffiziente Merkmale

• Variable Drehzahlregelung (VSD): Die VSD-Technologie ist ein Markenzeichen der Schraubenkompressoren von Atlas Copco. Sie ermöglicht es, den Energieverbrauch genau auf den Druckluftbedarf abzustimmen, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt.

• Geringer Restölgehalt: Die ölgeschmierten Einheiten von Atlas Copco zeichnen sich durch einen niedrigen Restölgehalt (nur 3 ppm) aus, wodurch weniger Energie für Ölabscheideprozesse verschwendet wird.
  

• Kompakte Bauweise: Die geringe Stellfläche dieser Kompressoren, insbesondere in Full-Feature-Ausführungen mit integrierten Kältemitteltrocknern, reduziert den erforderlichen Platz zum Aufstellen des Kompressors und darüber hinaus die für den Betrieb erforderliche Energie.
  

• Fortschrittliche Motor- und Antriebssysteme: Der Einsatz eines internen Dauermagnet-Motorantrieb und von Wechselrichtersystemen in einigen Kompressoren von Atlas Copco kann zu Energieeinsparungen von bis zu 50 % im Vergleich zu herkömmlichen Modellen mit fester Drehzahl führen.

Bei der Auswahl von Kompressoren sind Geräuschpegel und Luftqualität besonders in Innenräumen wichtig. Die Schraubenkompressoren von Atlas Copco sind so konstruiert, dass diese Probleme effektiv angegangen werden.

Geräuschpegel

Die Schraubenkompressoren von Atlas Copco sind für einen leisen Betrieb ausgelegt und eignen sich daher für den Einsatz in Innenräumen, wo die Geräuschentwicklung ein Problem darstellt. Die VSD+-Kompressoren von Atlas Copco können beispielsweise mit einem Geräuschpegel von nur 62 Dezibel betrieben werden, was leiser ist als ein normales Gespräch.

Dieser niedrige Geräuschpegel wird durch mehrere Konstruktionsmerkmale erreicht:

• Innovative VSD+-Technologie: Die VSD+-Kompressoren sind mit einem komplett geschlossenen oder einem Teilgehäuse ausgestattet, das Geräusche absorbiert und den Geräuschpegel auf unter 60 dB reduziert, sodass sie neben Produktionslinien aufgestellt werden können, ohne Bediener zu stören.
  

• Weniger mechanische Geräusche: Das Fehlen von Kupplungen oder Getrieben zwischen Motor und Schraubenelement in diesen Kompressoren trägt zu ihrem leisen Betrieb bei.

Luftqualität

Kompressoren von Atlas Copco sind nicht nur leise, sondern gewährleisten auch eine hohe Luftqualität, was für viele Anwendungen entscheidend ist. Die GA-Serie von öleingespritzten Schraubenkompressoren bietet verschiedene Versionen, um verschiedene Luftqualitätsstandards zu erfüllen, einschließlich Ausführungen mit fester Drehzahl, Dual-Speed und variabler Drehzahlregelung.

Zu den wichtigsten Merkmalen, die zur Luftqualität beitragen, gehören:

• Öleinspritzung: Die öleingespritzten Schraubenkompressoren benötigen Öl für verschiedene Funktionen, einschließlich Kühlung, Schmierung und Schallableitung, was zur Gesamtluftqualität beiträgt.
  

• Fortschrittliche Luftaufbereitung: Atlas Copco bietet fortschrittliche Luftaufbereitungstechnologien, z. B. Kältemitteltrocknung für niedrige Taupunkte und Trockenmitteltrocknung für noch niedrigere Taupunkte, damit die Luft bestimmte Reinheitsklassen erfüllt.
  

Vorteile für Innenräume

Die Kombination aus niedrigen Geräuschpegeln und hoher Luftqualität macht die Schraubenkompressoren von Atlas Copco besonders vorteilhaft für Innenräume. Sie können näher an Arbeitsbereichen aufgestellt werden, ohne Störungen durch Geräusche zu verursachen oder die Luftreinheit zu beeinträchtigen, was für Anwendungen in medizinischen Einrichtungen, Laboren und in der Lebensmittelindustrie unerlässlich ist.

Spezifische Geräuschpegel

Atlas Copco liefert detaillierte Informationen über die Geräuschpegel seiner Kompressoren, sodass Kunden fundierte Entscheidungen basierend auf ihren spezifischen Anforderungen treffen können. So bietet die G-Baureihe beispielsweise eine leisere Alternative zu Kolbenkompressoren mit einem um bis zu 13 % niedrigeren Geräuschpegel.