Die Ultima-Kompressoren wurden im Rahmen der Pure-Air-Serie entwickelt. Sie sind in verschiedenen Leistungsabstufungen von 75 bis 160 kW verfügbar und darauf ausgelegt, mit besonderer Effizienz qualitativ hochwertige ölfreie Druckluft zu erzeugen. Dabei sollte – das war ein weiterer wichtiger Punkt im Pflichtenheft – die Baugröße der Kompressoren deutlich reduziert werden.
Ein Motor für jede Verdichterstufe
Die Ultima-Kompressoren bieten eine um bis zu 13 % höhere Energieeffizienz bei bis zu 37 % geringeren Abmessungen. Möglich machte diesen Entwicklungssprung die innovative Antriebstechnik. Konventionelle ölfreie Schraubenverdichter arbeiten zweistufig, wobei ein zentraler Drehstrommotor über ein mechanisches Getriebe die beiden Verdichterstufen antreibt. Aus dem festen Verhältnis der Drehzahlen (unabhängig von der Regelung des Einzelmotors) resultieren in der Praxis Effizienzverluste: Beide Verdichterstufen müssen stets gleichzeitig beschleunigen und verlangsamen.
Bei den Ultima-Kompressoren hingegen wird jede Verdichterstufe über einen eigenen Elektromotor angetrieben. Hier kommen hocheffiziente drehzahlgeregelte Permanentmagnetmotoren zum Einsatz, die Compair speziell für diese Anwendung entwickelt hat. Sie arbeiten mit Drehzahlen bis 22 000 min-1 und haben höhere Wirkungsgrade als IE4-Motoren. Das bedeutet: Beide Stufen können bedarfsgerecht die gewünschte Luftleistung erzeugen. Ein elektronisches Getriebe überwacht die Drehzahlen der beiden Antriebe und passt sie kontinuierlich an, um jederzeit einen maximalen Wirkungsgrad und optimale Druckverhältnisse zu gewährleisten. In der Praxis führt dies – bei identischen Liefermengen – zu einer Verringerung des Energiebedarfs. Dazu trägt das innovative Konzept der PM-Motoren ebenso bei wie der separate, präzise regelbare Antrieb der beiden Stufen.
Geringer Energiebedarf im Leerlauf
Ein Ultima-Verdichter verbraucht im Leerlauf rund 45 % weniger Energie als ein herkömmlicher zweistufiger Kompressor. Schon eine elektrische Leistung von 8 kW reicht für den Leerlaufbetrieb einer 160-kW-Maschine aus.
Mit einem Geräuschpegel von lediglich 69 dB(A) sind die Maschinen extrem leise. Das bedeutet, dass sie auch außerhalb von Kompressorräumen, in der Nähe zum Verbrauchsort der Druckluft, installiert werden können. Die grundlegende Neukonstruktion führte außerdem dazu, dass rund 20 % weniger Teile benötigt werden als bei einem herkömmlichen ölfreien Kompressor. Das verringert nicht nur den Bauraum, es reduziert auch den Serviceaufwand.
Einen weiteren beachtlichen Beitrag zur Energieeinsparung leistet auch das Kühlkonzept. Rund 94 % der vom Kompressor verbrauchten Energie wird in Wärme umgewandelt. Daher ist es wichtig, diese (Ab-)Wärme umfassend zu nutzen. Deshalb verzichteten die Entwickler auf die zumeist verwendete Luftkühlung.
Geschlossener Wasserkühlkreislauf
Stattdessen kommt ein maßgeschneiderter, geschlossener Wasserkühlkreislauf zum Einsatz, der überall dort Wärme abführt, wo sie entsteht – an den Motoren, den Wechselrichtern, am Verdichterblock und im Ölkreislauf. Dies führt zu einer Verbesserung der Wärmerückgewinnung um bis zu 12 % im Vergleich zu einem herkömmlichen zweistufigen, ölfreien Kompressor. Der kompakte Wasserkreislauf ist auch ein maßgeblicher Grund für die platzsparende Bauweise. Die optimierte Wärmebilanz hat darüber hinaus zur Folge, dass die Ultima-Kompressoren mit geringem Abstand zueinander aufgestellt werden können.
Für einen maximalen Wirkungsgrad sollte die in den Kompressor eintretende Luft so kühl und dicht wie möglich sein. Deshalb achtete man bei der Entwicklung der neuen Kompressoren darauf, dass keine warme Luft in den Kompressorraum geleitet wird. Stattdessen wird die warme Luft im Maschinengehäuse gesammelt, über einen Wärmetauscher gekühlt und zurückgeleitet. So wird keine Wärme verschwendet, Staub- oder Fremdkörper können nicht in den Kompressor eindringen und die Ansaugluft bleibt kühl. Der Anwender kann auf die aufwendige und raumgreifende Installation zusätzlicher Luftkanäle verzichten.
Suchwort: dei0818compair
Autor: Klaus Lechleitner
Fachjournalist
