Stellen Sie sich vor, die Produktionslinie Ihrer Fabrik steht nachts still, während die Luftkompressoren weiterhin mit voller Leistung laufen und unnötig Energie verbrauchen. Dieses Szenario ist nicht ungewöhnlich – viele Industrieanlagen stehen vor der gleichen Herausforderung der Energieverschwendung. Druckluft spielt eine entscheidende Rolle in den Herstellungsprozessen, kann aber auch zu einem versteckten Übeltäter für steigende Stromrechnungen werden.

Die Variable Speed Drive (VSD)-Technologie von Atlas Copco bietet eine effektive Lösung für dieses Problem. Aber wie genau übertrifft VSD herkömmliche Luftkompressoren mit fester Drehzahl? Und wie kann sie Unternehmen helfen, in realen Anwendungen erhebliche Energieeinsparungen zu erzielen?

Wie der Name schon sagt, behalten Luftkompressoren mit fester Drehzahl während des Betriebs eine konstante Motordrehzahl bei. Das bedeutet, dass sie auch dann mit maximaler Leistung weiterlaufen, wenn der Druckluftbedarf weit unter dem Spitzenwert liegt – was zu erheblicher Energieverschwendung führt. Das Funktionsprinzip ähnelt dem konstanten Fahren eines Autos im höchsten Gang, ohne den Kraftstoffverbrauch reduzieren zu können, selbst wenn die Straßenbedingungen dies zulassen.

Wenn der Luftbedarf schwankt, passen Kompressoren mit fester Drehzahl den Luftstrom durch Einlassventilmodulation an, während die Motordrehzahl unverändert bleibt. Dieser Ansatz führt zu ineffizientem Energieverbrauch, insbesondere bei Teillastbedingungen.

Im Gegensatz dazu passen VSD-Kompressoren die Motordrehzahl automatisch zwischen minimalen und maximalen Grenzen an, basierend auf dem Echtzeit-Luftbedarf. Der Motor beschleunigt, wenn der Bedarf steigt, und verlangsamt sich, wenn der Bedarf sinkt. Diese intelligente Regulierung verhindert unnötigen Energieverbrauch, indem sie Luft genau dann und in der benötigten Menge liefert.

Die Technologie funktioniert ähnlich wie das Gaspedal eines Autos, das die Geschwindigkeit dynamisch an die Verkehrsbedingungen und die Fahranforderungen anpasst, um eine optimale Kraftstoffeffizienz zu erzielen. Atlas Copco bietet sowohl VSD- als auch Kompressoren mit fester Drehzahl an, da jeder Typ spezifische betriebliche Anforderungen erfüllt.

Modelle mit fester Drehzahl sind am besten für Anlagen mit nahezu konstantem Luftbedarf geeignet – wie z. B. Fabriken, die rund um die Uhr mit vorhersehbaren, gleichmäßigen Verbrauchsmustern arbeiten. VSD-Kompressoren zeichnen sich in Umgebungen mit schwankendem Bedarf aus, der auf Produktionszyklen, Schichtwechsel oder saisonale Schwankungen zurückzuführen ist.

Während VSD-Kompressoren höhere Anschaffungskosten verursachen, gleichen ihre Energieeinsparungen die zusätzlichen Investitionen in der Regel aus. Je größer die Bedarfsvariabilität, desto höher das Einsparpotenzial. VSD-Geräte arbeiten auch innerhalb viel engerer Druckbereiche im Vergleich zu Modellen mit fester Drehzahl.

Durch die Aufrechterhaltung niedrigerer Austrittsdrücke bei gleichzeitiger Erfüllung der Systemanforderungen erzielen VSD-Kompressoren zusätzliche Energieeinsparungen. Sie bieten auch einen gleichmäßigeren Systemdruck in allen Anwendungen. Für jede Reduzierung des Drucks um 1 bar ohne Überschreitung der Anforderungen können Unternehmen etwa 7 % der Energiekosten einsparen.

• Bedarfsbasierte Luftversorgung: Durch die Anpassung der Motordrehzahl an den tatsächlichen Verbrauch eliminieren VSD-Kompressoren die Energieverschwendung, die mit Modellen mit fester Drehzahl verbunden ist, die bei Teil- oder Null-Last laufen.
• Reduzierter Betriebsdruck: Die präzise Druckregelung minimiert Leckagen, die durch übermäßigen Systemdruck verursacht werden, und verhindert damit verbundene Energieverluste.
• Soft-Start-Funktion: Die allmähliche Beschleunigung von VSD-Kompressoren vermeidet die hohen Einschaltströme, die für Geräte mit fester Drehzahl charakteristisch sind, wodurch die Belastung des Stromnetzes reduziert und die Lebensdauer der Geräte verlängert wird.

• Anlagen mit erheblichen Schwankungen des Luftbedarfs, z. B. solche mit variablen Produktionsplänen oder schichtbasierten Verbrauchsmustern
• Betriebe, die eine präzise Druckregelung erfordern, einschließlich der Herstellung von Präzisionsinstrumenten und Spritzlackieranwendungen
• Unternehmen mit saisonalen Bedarfsschwankungen, wie z. B. solche, die in den Sommermonaten höhere Klimaanlagenlasten erfahren

• Anlagen mit nahezu konstantem Luftbedarf während des Betriebs
• Unternehmen, die geringere Anfangsinvestitionskosten gegenüber langfristigen Energieeinsparungen priorisieren

Einige Betriebe erzielen eine optimale Effizienz durch den Einsatz beider Kompressortypen. Eine gängige Konfiguration verwendet ein oder mehrere Geräte mit fester Drehzahl, um den Grundbedarf zu decken, ergänzt durch einen VSD-Kompressor zur Bewältigung von Schwankungen. Dieser Ansatz gewährleistet eine stabile Luftversorgung und maximiert gleichzeitig die Energieeinsparungen.

Die Implementierung mehrerer kleinerer Kompressoren anstelle eines einzigen großen Geräts erhöht auch die Systemzuverlässigkeit. Sollte ein Kompressor ausfallen, kann die Produktion mit den verbleibenden Geräten fortgesetzt werden.

In Anerkennung der Vorteile einer reduzierten Spitzenlast für das Stromnetz bieten viele Regierungen und Versorgungsunternehmen Anreize für die Einführung energieeffizienter Geräte wie VSD-Kompressoren. Diese Programme können die Aufrüstungskosten erheblich senken und die Amortisationszeiten für Unternehmen verkürzen.

Die Auswahl der optimalen Druckluftlösung erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung der betrieblichen Anforderungen, der Produktionsprozesse, der bestehenden Infrastruktur und der Kapitalbudgets. Die Beratung durch Druckluftspezialisten kann dabei helfen, die am besten geeignete Konfiguration zu ermitteln, um Energieeinsparungen zu erzielen und gleichzeitig die Produktivität aufrechtzuerhalten.