7 Tipps zum Auslegen von Kompressorstationen
Essen, im September 2021. Die richtige Planung und Auslegung ist der wichtigste Baustein bei einem Neubau oder einer Modernisierung einer Druckluftanlage. Viele Unternehmen scheuen jedoch Investitionen. Dabei fallen die Anschaffungskosten einer neuen Druckluftanlage in den Gesamtkosten des Lebenszyklus der Anlage kaum ins Gewicht. Vielmehr ist die Energieversorgung mit bis zu 80 % der mit Abstand größte Kostenblock, der viel Einsparpotentiale bietet. Daher gilt es, die Druckluftanlage so energiesparend, effizient und wartungsfreundlich wie möglich zu gestalten und dafür die Technik zu wählen, die diese Vorgaben erfüllen. Die folgenden sieben Tipps von Atlas Copco helfen, dieses Ziel zu erreichen.
1: Betriebsdruck ermitteln
Erst wenn der Gesamtbedarf an Druckluft bekannt ist, lässt sich der Kompressor in der richtigen Leistungsklasse wählen. Dabei kann man auch eine Reserveluftmenge und eine eventuelle künftige Erweiterung der Druckluftanlage einkalkulieren. Ein falsch dimensionierter Kompressor verursacht unnötige Mehrkosten. Ein zu gering dimensionierter Kompressor läuft mitunter unter zu hoher Dauerlast und wird dadurch wartungsanfälliger oder muss mit einem weiteren Kompressor ergänzt werden. Ist ein Kompressor dagegen zu groß ausgelegt, kann er mehr Druckluft erzeugen, als eigentlich gebraucht wird. Das hat zur Folge, dass das unausgelastete Gerät mehr Energie verbraucht und häufigere Serviceeingriffe nötig sind.
2: Schwankender oder konstanter Verbrauch der Druckluft
Abhängig vom angeschlossenen Verbraucher kann der Druckluftbedarf schwanken oder über den gesamten Produktionsprozess konstant bleiben. Diese Unregelmäßigkeiten des Betriebsdrucks gilt es zunächst zu ermitteln, um für diese Anwendungsfälle den jeweils passenden Druckluftkompressor auszuwählen. Schwankt der Bedarf an Druckluft, ist ein Kompressor mit variabler Drehzahlsteuerung sinnvoll, der bei Atlas-Copco-Kompressoren an dem Zusatz VSD+ (Variable Speed Drive) zu erkennen ist. Dieser Kompressor erzeugt die Menge an Druckluft, die im Moment gefordert wird. Schwankt der Bedarf an Druckluft nur geringfügig, ist ein günstigerer Kompressor mit fester Drehzahl die bessere Alternative. Je nach den angeschlossenen Prozessen sind auch eine Kombination beider Kompressortypen sinnvoll.
3: Umgebungsbedingungen berücksichtigen
Womöglich vernachlässigt man bei der Auslegung einer Druckluftanlage die Umgebungsbedingungen, in denen sie betrieben werden soll. Dabei muss sie besonders bei extremen Umgebungsbedingungen an die Situation angepasst sein, soll sie zuverlässig und effizient arbeiten. Wird die Anlage beispielsweise in hohen Lagen betrieben, braucht sie aufgrund des geringeren Umgebungsdrucks mehr Energie zum Ansaugen der Luft als auf Höhe des Meeresspiegels. Auch Filter müssen auf die Umgebungsbedingungen angepasst werden. Bei besonders feuchter oder ölhaltiger Umgebungsluft scheiden die Filter mehr Wasser und Öl von der Druckluft ab. Die Umweltbedingungen wirken sich sogar auf die Wahl der Schmierstoffe des Kompressors aus. So teilen sich die verschiedenen von Atlas Copco entwickelten Öle je nach Umgebungstemperatur in die drei Kategorien „Mild“, „Anspruchsvoll“ und „Extrem“ ein.
4: Qualität der Druckluft
Abhängig von seiner Verwendung muss die Druckluft unterschiedliche Kriterien der Reinheit erfüllen. Denn in der von einem Kompressor erzeugten Druckluft befinden sich neben Wasser, Staub und Öl auch Mikroorganismen. Je nach Anforderung wird die Druckluft von diesen Verunreinigungen befreit. Besonders in der Lebensmittelindustrie muss die Druckluft garantiert ölfrei sein, sofern sie direkt oder indirekt mit dem Produkt in Berührung kommt. Auch Gerüche und Mikroorganismen können die Produktqualität mindern. Als Orientierung dient die Norm DIN ISO 8573-1. Sie teilt die Verunreinigung in die drei Gruppen Feststoffpartikel (Staub), Wasser und Öl ein. Die zulässige Verschmutzung ist an den Klassen 0 bis 9 (zusätzlich Klasse X) erkennbar. Je niedriger der Wert, desto reiner ist die Druckluft. Das bedeutet allerdings auch einen größeren Aufwand. So ist für die Lebensmittelindustrie ein ölfrei verdichtender Kompressor notwendig, während für andere Prozesse ein öleingespritzter Kompressor besser geeignet ist. Bereits beim Planen einer Druckluftanlage muss daher feststehen, welche Qualität die Druckluft in den unterschiedlichen Prozessen aufweisen muss. So kann man die profitabelste und effizienteste Lösung für die Druckluftanlage finden.
5: Zentral oder dezentral
Für viele Fälle ist ein zentral betriebener Kompressor sinnvoller als mehrere dezentrale Druckluftkompressoren. Mehrere Verbraucher lassen sich auf diese Weise mit einem Druckluftkompressor über ein effizient miteinander vernetztes Leitungssystem mit Druckluft versorgen. Ein zentraler Kompressor lässt sich günstiger betreiben im Vergleich zu mehreren dezentralen Geräten. So wird weniger Energie und Stellfläche benötigt, der Wartungsaufwand ist geringer und die Möglichkeiten einer Wärmerückgewinnung sind besser. Schwankt der Druckluftbedarf, können mehrere unterschiedlich große Druckluftkompressor zentral installiert werden, die sequenziell gesteuert werden.
Für einige Anwendungen ist eine dezentrale Lösung besser geeignet, auch wenn es die Nachteile mit sich bringt, dass sich dieses System schwieriger regeln lässt. Der Vorteil ist aber, dass sich Drucklufterzeuger direkt am Verbraucher betrieben lassen und kein extra Kompressorraum nötig ist. Zudem lässt sich das Druckluftverteilungssystem kleiner und weniger Komplex planen. Druckluftkompressoren von Atlas Copco beispielsweise der GA-Serie sind für den dezentralen Betrieb gut geeignet. Sie bieten eine vollständig integrierte Druckluftaufbereitungsanlage, sind sehr kompakt und wartungsfreundlich konstruiert.
6: Möglichkeiten der Energierückgewinnung
Vielen Druckluftanlagen lassen die Abwärme ungenutzt und verzichten so auf viel Energie, die man einsparen könnte. Abhängig von der Druckluftanlage kann man bis zu 94 % der Energie zurückgewinnen, die dem Kompressor zugeführt wird. Ein Beispiel ist warmes Wasser, das beim Verdichten von Luft entsteht. Berücksichtigt man bei der Planung die Möglichkeiten der Energierückgewinnung, lassen sich über die Laufzeit der Anlage viele Kosten sparen und die Umwelt schonen. Innerhalb von 2 bis 3 Jahren ist eine Investition in die Energierückgewinnung wieder erwirtschaftet. Die in einem geschlossenen Kühlsystem zurückgewonnene Energie erhöht zudem die Zuverlässigkeit und Lebensdauer eines Kompressors. Die meisten Kompressoren von Atlas Copco verfügen bereits über einen internen Wärmetauscher, den man an eine Wärmerückgewinnung anschließen kann. Aufgrund dieser Vorteile ist es ratsam, die Möglichkeiten einer Energierückgewinnung bei der Planung zu berücksichtigen. Atlas Copco hilft dabei, die Möglichkeiten aufzuzeigen und die Einsparpotentiale zu ermitteln.
7: Fördermöglichkeiten berücksichtigen
Die Investitionssumme in eine moderne energieeffiziente Druckluftanlage amortisieren sich aufgrund der niedrigeren Energiekosten über die Laufzeit einer Druckluftanlage. Doch als Unternehmen kann man doppelt profitieren: Bis voraussichtlich Ende 2022 fördert das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) die Investition in energieeffiziente Druckluftanlagen mit bis zu 40 % der Investitionssumme. Mit dieser Unterstützung kann man frühzeitig eine energieeffiziente Druckluftanlage ohne Kompromisse aufgrund eins zu geringen Budgets planen. Die Experten von Atlas Copco helfen bei allen Fragen rund um die Förderfähigkeit sowie bei der Antragsstellung.
Über Atlas Copco:
Innovation durch großartige Ideen: Atlas Copco entwickelt seit 1873 industrielle und zukunftsfähige Lösungen mit großem Mehrwert für seine Kunden. Der Konzern hat seinen Hauptsitz in Stockholm, Schweden, sowie Kunden in mehr als 180 Ländern. 2020 erzielte Atlas Copco mit rund 40.000 Mitarbeitern einen Umsatz von 10 Milliarden Euro (100 Milliarden Schwedische Kronen).
Der Konzernbereich Kompressortechnik von Atlas Copco bietet Lösungen für die Druckluftversorgung an: Industriekompressoren, Gas- und Prozesskompressoren, Turbo-Expander, Luftaufbereitungsanlagen und Luftmanagementsysteme. Der Konzernbereich greift auf ein weltweites Servicenetzwerk zurück und bringt regelmäßig innovative und energieeffiziente Lösungen auf den Markt, die die Produktivität in der Fertigungs- und Prozessindustrie weltweit nachhaltig steigern. Die Hauptbetriebsstätten befinden sich in Belgien, den USA, China, Indien, Deutschland und Italien.
