Druckregelung in Druckluftsystemen optimieren

Wussten Sie, dass Druck einer der Hauptfaktoren ist, die Kapazität und Leistung eines Druckluftsystems bestimmen? Deshalb ist es essenziell, die Druckanforderungen Ihrer Anlage, Prozesse und/oder Anwendungen zu verstehen und das System entsprechend auszulegen. Wird das System für einen viel höheren oder niedrigeren Druck als nötig ausgelegt, führt das zu erhöhten Betriebskosten – oder weiteren Investitionen, wenn das System für niedrigeren Druck angepasst werden muss.

Vorteile der Druckregelung

Um unnötige Kosten und Beeinträchtigungen anderer Systemkomponenten zu vermeiden, sollten Sie eine Form der Druckregelung implementieren. Dies stellt sicher, dass die Maschine den erforderlichen Betriebsdruck ohne die genannten Probleme liefert. Optimal ausgelegte Systeme bauen den prozessseitig erforderlichen Druck auf und halten ihn mit minimalen Schwankungen. Weitere Vorteile durch 적절한 Steuerung:

• Reduzierung von Energieverbrauch und -kosten. Verbessert Druckkontrolle und Betriebseffizienz bei mehreren Kompressoren.
• Schutz von Prozessen und Endprodukten vor zu hohem Druck, der nachgeschaltete Instrumente, Geräte, Ventile und pneumatische Ausrüstung beschädigen könnte.
• Bereitstellung des erforderlichen Druckwerts an der Anwendung, um Fehlfunktionen, Stillstände oder Ausfälle durch zu niedrigen Druck zu vermeiden.

Druckregelsysteme

Start/Stopp

Die Start/Stopp-Steuerung ist das einfachste Schema. Der Controller signalisiert dem Hauptmotor, wann er basierend auf voreingestellten Druckpunkten starten oder stoppen soll. Verwendet für Kompressoren mit niedriger Einschaltdauer bis 25 PS.

Last/Leerlauf (Load/Unload)

Auch als Konstantdrehzahlsteuerung bekannt, da der Motor ständig läuft. Dies ist die gängigste Druckregelungsmethode. Statt den Motor abzuschalten, wenn der Luftbedarf gedeckt ist, läuft der Motor weiter, aber das Einlassventil schließt, rezirkuliert Luft im Kompressor und verhindert Ausblasen am Einlass. Der Controller stoppt die Einheit, wann immer möglich, um den Energieverbrauch zu senken, und startet automatisch, wenn der Nettodruck sinkt. Ist die erwartete Leerlaufperiode zu kurz, läuft die Einheit weiter, um zu kurze Stillstandszeiten zu vermeiden.

Modulation

Bei der Modulationssteuerung wird der Kompressorausgang über ein Einlassventil an den Volumenstrombedarf angepasst. Ein Regelventil erfasst den Austrittsdruck und sendet proportionalen Druck zur Betätigung des Einlassventils. Steigt der Druck im Kompressor, beginnt das Einlassventil zu schließen (drosseln), was die Ansaugluft begrenzt und den Druck senkt. Dies erzeugt ein Vakuum auf der Einlassseite, während der Auslassdruck weitgehend konstant bleibt.

Variable Verdrängung (Variable Displacement)

Bei variabler Verdrängung wird die Förderleistung über Steuerkolben (Spiral-, Dreh- oder Poppet-Ventile) variiert. Dieses Schema regelt Ausgangsdruck und Leistungsaufnahme durch Veränderung der effektiven Länge der Verdichtungskammer.

Variable Speed Drive (VSD)

VSD ist eine kontinuierliche Durchflussregelung, die über einen speziellen Antrieb die Motordrehzahl steuert und dabei einen konstanten Austrittsdruck hält. Der Frequenzumrichter ermöglicht einen sanften Anlauf. Durch Variation der Motorfrequenz oder -spannung wird der Motor bedarfsgerecht gesteuert. Druckschwankungen werden eliminiert, da der Druck durch Drehzahlregelung über den Kompressorcontroller – basierend auf der Antizipation von Druckänderungen – konstant gehalten wird. VSD-Regelung bringt erhebliche Einsparungen durch Wegfall des Leerlaufbetriebs.

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