Funktionsweise von Drehschraubenverdichtern: Prinzipien und Effizienz

Maschinen vereinen oft Einfachheit und Komplexität – das gilt insbesondere für Drehschraubenverdichter. Trotz ihrer einfachen Bauweise sind sie präzisionsgefertigt und arbeiten äußerst effizient. Sie sind die Arbeitstiere der Industrie: Sie liefern Tag und Nacht ununterbrochen Druckluft und zählen bei richtiger Dimensionierung zu den effizientesten Drucklufterzeugern.

Wie funktioniert ein Drehschraubenverdichter?

Das Prinzip des zweistufigen Drehschraubenverdichters wurde in den 1930er Jahren entwickelt. Die beiden Schraubenrotoren – ein männlicher und ein weiblicher – drehen sich in entgegengesetzte Richtungen. Luft füllt den Raum zwischen den Rotoren; durch die Drehung verringert sich das Volumen zwischen Rotoren und Gehäuse, wodurch die Luft komprimiert wird. Länge, Steigung der Schraube und Form des Auslasskanals bestimmen das Druckverhältnis. Da keine Ventile oder andere mechanische Kräfte Unwuchten verursachen, können Schraubenverdichter bei hohen Drehzahlen laufen und große Volumenströme bei kompakten Abmessungen liefern.

Ölfreie vs. ölgeschmierte Drehschraubenverdichter

Drehschraubenverdichter gibt es in zwei Haupttechnologien: ölfrei und ölgeschmiert. Hier der Vergleich:

Ölfreie Drehschraubenverdichter

Außenliegende Zahnräder synchronisieren die gegenläufigen Schraubenrotoren. Da die Rotoren sich nicht berühren und keine Reibung entsteht, ist im Verdichtungsraum keine Schmierung nötig. Die verdichtete Luft bleibt somit ölfrei. Präzise Fertigung minimiert Druckverluste von der Druck- zur Saugseite. Da das innere Druckverhältnis durch den Temperaturunterschied zwischen Ein- und Auslass begrenzt ist, werden ölfreie Verdichter oft mehrstufig mit Zwischenkühlung gebaut, um höhere Drücke zu erreichen. Das Getriebe enthält Schmierstoffe; „ölfrei“ bezieht sich nur auf den Verdichtungsraum – die gelieferte Luft ist frei von Fremdstoffen, abgesehen von denen, die ohnehin in der Ansaugluft enthalten sind.

Ölgeschmierte Drehschraubenverdichter

Bei flüssigkeitsgeschmierten Verdichtern wird ein Fluid (meist Öl) in den Verdichtungsraum eingespritzt, um: bewegte Teile zu kühlen und zu schmieren, die verdichtete Luft zu kühlen und Leckagen während der Entspannung zu minimieren. Öl wird wegen seiner Schmier- und Dichteigenschaften am häufigsten verwendet, aber auch Wasser und Polymere kommen zum Einsatz. Das Öl wird anschließend getrennt, gefiltert, gekühlt und erneut in den Kreislauf geführt. Die verdichtete Luft kann noch heiß sein und wird je nach Anwendung nachgekühlt.

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