Betriebskosten senken durch Optimierung der Kompressoranzahl

Wir denken bei „Trimmen“ immer an Entfernen oder Reduzieren. Ob Haare schneiden oder Sommerfigur – Ziel ist immer weniger als Startpunkt. Daher mag es kontraintuitiv scheinen, dass Senkung der Gesamtbetriebskosten manchmal Zusatz von Maschinen an Ihrem Druckluftsystem erfordert.

Was ist ein Trimmkompressor?

Betrieb von Kompressoren über optimaler Kapazität verbraucht Überstrom und überlastet Maschinen – führt zu Überhitzung, vorzeitigem Verschleiß und erhöhtem Wartungsbedarf. Wartung, Energierechnung, Ersatzteile und potenzielle Ausfallzeiten können extrem kostspielig sein. Trimmkompressoren lösen dieses Problem. Ein Trimmkompressor ist ein Zusatzkompressor, der im Teillastbereich am effizientesten läuft. Er übernimmt die Zusatzlast, wenn Druckluftbedarf während verschiedener Schichten steigt, während Hauptkompressor basisbelastet bleibt (Volllast und Volldruck). So werden Hauptkompressoren bei Bedarfsspitzen nicht überlastet.

Trim-Control-Methoden

Es gibt diverse Trim-Control-Methoden. Jede Anlage sollte Trim-Bedarf basierend auf Kompressortypen und Steuerungssystemen bestimmen. Einige gängige Methoden:

• Start/Stopp: Simpelste Steuerung, nutzt Druckschalter zur Systemdruckerkennung. Bei Erreichen voreingestellter Druckobergrenze Signal an Hauptmotor zum Start/Stopp des Trimmkompressors. Bediener können Druckschalter für Obersollwert einstellen, Untersollwert als festen Druck oder Differenz zwischen Höchst- und Tiefstdruck. Erfordert Druckluftbehälter gegen häufiges Start/Stopp, typisch für Kompressoren ≤ 30 PS.

• Last/Leerlauf: Im Gegensatz zu Start/Stopp operiert Last/Leerlauf nicht in Druckbereich. Stattdessen halten Ventilentlader Einlassventile offen, sodass Luft angesaugt und ausgestoßen wird ohne Verdichtung. Daher nur 0 oder 100 % Betrieb, außer mit Freiraumtasche (Clearance Pocket). Diese sekundäre Volumen ermöglicht fünf Stufen: 0, 25, 50, 75, 100 % Kapazität.

• Einlassventil-Modulation (IVM): Regelventil erfasst Austrittsdruck über Bereich. Wenn Austrittsdruck innerhalb 10 psi (neuere Modelle 3 psi) dieses Punkts, wird proportionaler Druck gesendet, um Einlassventil zu modulieren/anpassen – Druckabfall und Verdichtungsverhältnis steigen. Nur bei öleingespritzten Drehkolbenkompressoren nutzbar, meist begrenzt auf 40–100 % Nennkapazität.

• VDC (Variable Displacement Control): Passt sich Bedarf an, indem Verdrängung der Rotoren variiert. Einlassventil-Modulation und Last/Leerlauf begleiten VDC nach initialer Rotoregelung. Drei VDC-Typen: Schiebeventil, Spiralventil, Drehventil. Öleingespritzte Drehkolbenkompressoren nutzen VDC auch als Stufensteuerungsventile oder Poppet-Ventile – beide mit diskreten Kapazitätsstufen.

• VSC (Variable Speed Control): Prinzip hinter VSD-Kompressoren. Variable Drehzahl durch Frequenzumrichter (AC) oder Schaltreluktanzantrieb (DC). Hier ist Verdichterverdrängung direkt proportional zu Rotorgeschwindigkeit, aber Verdichtereffizienz hängt von Männchenrotor-Spitzengeschwindigkeit ab. Die meisten VSD laufen bei oder über idealer Männchenrotor-Spitzengeschwindigkeit. Daher größte Energieeinsparung bei langen Laufzeiten im mittleren bis niedrigen Kapazitätsbereich – ideal für Trim-Duty.

VSD-Vorteile

Anschaffungskosten eines VSD-Kompressors für Trim-Zwecke sind hoch im Vergleich zu anderen Kompressortypen. Doch bei korrekter Trim-Anwendung spart VSD über Maschinenlebensdauer mehr Geld. Im Teillastbetrieb sind VSD-Kompressoren weit energieeffizienter als Kompressoren mit Einlassventil-Modulation oder Last/Leerlauf, da diese typischerweise unter 90 % Kapazität Effizienz verlieren.

Über 80 % Kapazität bieten VSD-Kompressoren keine signifikanten Energieeinsparungen, und nahe 100 % können sie teurer im Betrieb sein als Standard-Festdrehzahlkompressoren. Daher ideal für Trim-Einsatz. VSD-Trim-Vorteile sind in Regionen mit hohen Strompreisen noch signifikanter. Vor VSD-Kauf prüfen, ob lokale Stromversorger Rabatte anbieten – könnte Kosten weiter senken und Einsparungen verstärken.

Luftkompressorkosten senken kann Maschinenzusatz oder -ersatz erfordern. Trimmkompressor schützt Hauptkompressoren vor schnellem Instrumentenverschleiß, verkürzter Lebensdauer und unnötigem Stromverbrauch durch Überlastung. Von Atlas Copco pioniert, bieten VSD-Kompressoren signifikante Lebenseinsparungen. Atlas Copco Vertreter kontaktieren für besten VSD-Kompressor Ihrer Anwendung.