Lastzyklus-Bewertungen von Kolbenkompressoren verstehen und richtig deuten

Die Auswahl des richtigen Luftkompressors für Ihre Anwendung kann ein komplexer Prozess sein. Vor dem Kauf müssen Bediener die Qualität und Menge der benötigten Druckluft spezifizieren. Jede Kompressortechnologie (Drehschraube, Kolben, Zentrifugal etc.) hat einen optimalen Volumenstrom, daher sollten Nutzer die Technologie basierend auf dem Druckluftbedarf ihrer Anwendung wählen.

Einige Kompressoren, wie Drehschrauben- und Zentrifugalkompressoren, sind für den Dauerbetrieb bei Volllast bei gleichzeitiger Beibehaltung des Spitzenvolumenstroms (in CFM – cubic feet per minute) ausgelegt. Ihre Motoren und Kühlsysteme sind so konzipiert, dass sie 100 % der Zeit ohne Überhitzung laufen können. Dies gilt jedoch nicht für alle Kompressoren.

Kolbenkompressoren verfügen nicht über die Kühlleistung, um über längere Zeiträume kontinuierlich zu laufen. Daher muss jeder Kolbenkompressor einen spezifizierten Volumenstrom und Druck sowie den Prozentsatz der Zeit aufweisen, in dem er ohne Schaden laufen kann. Dieses Verhältnis von Lauf- und Stillstandszeit wird als Lastzyklus (Duty Cycle) bezeichnet.

Was ist der Lastzyklus?

Der Lastzyklus, ein Begriff, der typischerweise als Bewertung für Elektromotoren verwendet wird, ist die Zeit, in der ein Kompressor läuft, im Vergleich zur Gesamtzykluszeit (gesamte Lauf- und Stillstandszeit). Beispiel: Ein Kompressor mit einer Gesamtzykluszeit (Tc) von 10 Minuten und einer Laufzeit (Tr) von 6 Minuten hat einen Lastzyklus von 60 %.

Lastzyklus ist keine Branchenstandarddefinition

Obwohl die Druckluftindustrie viele Standards hat, an die sich Hersteller halten, gibt es keine offizielle Definition für den Lastzyklus eines Kompressors. Dieser Mangel an Definition kann Verwirrung stiften, und Bediener kaufen möglicherweise teure Kompressoren, die ihren Erwartungen oder Bedürfnissen nicht entsprechen.

Manche Kolbenkompressoren beanspruchen einen 100-%-Lastzyklus, doch das ist unmöglich. Was bedeutet es also, wenn Sie einen Kolbenkompressor mit dieser Bewertung sehen?

Die 100-%-Lastzyklus-Bewertung entschlüsseln

Typischerweise können Kolbenkompressoren über 150 psi Druckluft erzeugen und verfügen pro PS über einen größeren Speichertank als ein Drehschraubenkompressor gleicher Leistung. (Drehschraubenkompressoren können kontinuierlich laufen, daher benötigen sie keinen großen Druckluftbehälter.) Der Kolbenkompressor füllt den Tank mit Hochdruckluft, die der Nutzer über Zeit verbraucht. Schließlich schaltet der Kompressor wieder ein, um den Tank nachzufüllen.

Ein Kolbenkompressor mit einer 100-%-Lastzyklus-Angabe bedeutet nicht, dass er kontinuierlich laufen kann, sondern dass er Luft bei einem spezifischen Druck und Volumenstrom 100 % der Zeit bereitstellen kann – mit Hilfe eines Speichertanks. Sehen wir uns ein Beispiel an.

Ein Kompressor bewirbt einen 100-%-Lastzyklus bei 25 cfm und 100 psi. Tatsächlich kann dieser Kompressor 42 cfm erzeugen und hat einen Tank von 130 Gallonen.

Kolbenkompressoren nutzen typischerweise einen Druckschalter zur Steuerung des Systemdrucks. Dieser steuert, wann der Kompressor je nach Systemdruck startet und stoppt. Der Druckschalter hat zwei Druckeinstellungen – ein Druckband –, das einen niedrigeren Wert als Einschaltdruck (Cut-in) und einen höheren als Abschaltdruck (Cut-out) verwendet. Ein typisches Druckband beträgt 30 psi. In unserem Beispiel schaltet das Gerät bei 115 psi Systemdruck ein und bei 145 psi aus.

Wie beworben, können 25 cfm kontinuierlich aus dem Speichertank für die Anwendung bereitgestellt werden. Wenn der Systemdruck auf 115 psi sinkt, schaltet der Kompressor ein und pumpt das System in 125 Sekunden auf 145 psi, bevor er abschaltet.

Nach 83 Sekunden kontinuierlicher Nutzung bei 100 psi und 25 cfm ist der Systemdruck wieder auf 115 psi gesunken, und der Zyklus beginnt von neuem.

Tr (gesamte Laufzeit) = 125 Sekunden
Tc (gesamte Zykluszeit) = 208 (125 + 83) Sekunden
Tr/Tc = Lastzyklus 125/208 = 0,60 = 60 %

Aus der Berechnung geht hervor: Der Kolbenkompressor läuft tatsächlich 60 % der Zeit. 60 % ist der typische Betriebslastzyklus für einen Kolbenkompressor, der eine lange und zuverlässige Lebensdauer der Maschine sicherstellt.

Lassen Sie nicht zu, dass Lastzyklus-Bewertungen Ihr System stören

Es ist entscheidend zu wissen: Ein 100-%-Lastzyklus bei einem Kolbenkompressor bedeutet NICHT, dass die Maschine kontinuierlich laufen kann. Dies zu tun kann den Kompressor beschädigen, was zu vorzeitigem Verschleiß und höheren Wartungskosten führt.

Wenn Sie eine Anwendung haben, die Ihren Kolbenkompressor länger als sechs Minuten am Stück laufen lässt (60 % der idealen Zykluszeit von 10 Minuten), konsultieren Sie einen Experten. Sie benötigen möglicherweise einen größeren Kompressor oder eine andere Kompressionstechnologie, um die Anforderungen Ihres Systems zu erfüllen.

Abonnieren Sie unseren Newsletter für Tipps und Insights direkt in Ihr Postfach.