Permanentmagnet-VSD-Schraubenluftkompressor

Die bei Schraubenkompressoren am häufigsten verwendete Steuerungsphilosophie ist das „Lasten-Entladen“-Steuerungsschema. Bei diesem Schema läuft der Kompressormotor kontinuierlich, kann jedoch abhängig vom Auslassdruck belastet (Luft erzeugen) oder entlastet werden. Während ein unbelasteter Schraubenkompressor keine Druckluft erzeugt, besteht das Problem darin, dass er dennoch eine erhebliche Menge Strom verbraucht – meiner Erfahrung nach oft > 30 % des Strombedarfs unter Last. Der unbelastete Betrieb eines Schraubenkompressors über einen längeren Zeitraum ist daher ineffizient, da Energie verbraucht wird, ohne dass sich daraus ein Nutzen für die Drucklufterzeugung ergibt.

Ein VSD-Kompressor moduliert die Drehzahl der Schrauben und damit den Luftstrom. Dies geschieht jedoch nur, wenn der Luftbedarf auf ein Niveau schwankt, das unter der Kapazität des Kompressors liegt. Die Maschine verbringt daher die meiste Zeit damit, Luft zu produzieren (sie kann auch entlastet werden oder bei sehr geringem Luftbedarf sogar abgeschaltet werden), verbraucht aber weniger Energie als bei einem Last-Entlade-Steuerungsschema. Der Luftstrom und die benötigte Leistung sind proportional zur Drehzahl des Kompressormotors. Der Austausch eines Kompressors, der die ganze Zeit unter Last steht, durch einen VSD-Kompressor gleicher Kapazität spart keine Energie – es kann sogar zu einem höheren Energieverbrauch führen, da es im gesamten VSD selbst zu Energieverlusten kommt. Sie sollten daher mit Behauptungen, dass ein VSD-Kompressor Energie spart, vorsichtig sein, wenn die Kapazitätsauslastung des vorhandenen Kompressors nicht bewertet wurde. MIT DER VSD-KOMPRESSORSTEUERUNG GIBT ES KEINE „STANDARD“-ENERGIEEINSPARUNG.

Neben potenziellen Energieeinsparungen bieten VSD-Kompressoren weitere Vorteile. Sie können im Allgemeinen mit kleineren Luftbehältern betrieben werden – ich sehe viele Standorte, an denen überhaupt kein Empfänger verwendet wird, obwohl ich dies im Allgemeinen nicht empfehlen würde. Der Förderdruck kann auch auf einem konstanten Niveau geregelt werden, anstatt zwischen zwei Drücken schwanken zu müssen, wie es für die „Lade-Entlade“-Regelung erforderlich ist. Dieser stabile Druck kann die Lebensdauer der Ausrüstung verlängern, die Neigung zu Lecks verringern und für einen gleichmäßigeren Anlagenbetrieb sorgen.

In Anbetracht all dessen scheint es eine offene Frage zu sein, eine variable Drehzahlregelung zu implementieren, wenn Sie einen schlecht belasteten Schraubenkompressor haben. Aber welche Belastung würde den Wechsel zur VSD-Steuerung auslösen? Um eine endgültige Entscheidung treffen zu können, muss man diese Prüfung im Einzelfall quantitativ durchführen. Es ist auch wichtig zu beachten, dass VSD-Nachrüstungen an vorhandenen Kompressoren nicht empfohlen werden und dass die meisten OEMs die Garantie für eine Maschine mit einem nachgerüsteten VSD ungültig machen. Die Rückmeldungen, die ich von OEMs erhalten habe, sind, dass VSD-Maschinen von Anfang an so ausgelegt sind und dass die Verdichterstufen bestehender Maschinen mit fester Drehzahl im Allgemeinen zwar in einem begrenzten Drehzahlbereich arbeiten können, im Vergleich dazu jedoch eine geringere Flexibilität aufweisen B. eine VSD-Einheit, wodurch mögliche Einsparungen begrenzt werden. Der Wechsel zur VSD-Steuerung bedeutet daher in der Regel den Kauf einer Ersatz-VSD-Maschine und den Verkauf Ihrer vorhandenen Maschine mit fester Drehzahl, hoffentlich zu einem fairen Preis. Trotz der Energieeinsparungen kann dies eine Übung sein, die sich nur schlecht auszahlt. Was wären also unsere anderen Optionen?

Eine Option könnte darin bestehen, ein Wärmerückgewinnungssystem am Kompressor mit fester Drehzahl zu installieren, anstatt eine VSD-Steuerung zu verfolgen. Mit diesem Ansatz gewinnen Sie einen erheblichen Teil (häufig > 80 %) der in den Kompressor eingespeisten Energie zurück, die dann für verschiedene Anwendungen genutzt werden kann, beispielsweise zur Raumheizung, zur Brauchwassererwärmung oder zur Erwärmung der Luftzufuhr zu einem Ofen oder Brenner. Dies ist im Allgemeinen eine weitaus günstigere Option als der Kompressoraustausch durch einen VSD-Kompressor, kann aber nur verfolgt werden, wenn ein geeigneter Kühlkörper vorhanden ist. Das bedeutet, dass eine Last-Entlastungs-Steuerungsphilosophie Sie zwar mehr kostet, als für den Energieverbrauch für die Drucklufterzeugung erforderlich ist, Sie aber dennoch den Großteil dieser Energie zurückgewinnen können. Die zurückgewonnene Energie senkt entweder Ihre Stromrechnung oder kann je nach Heizanwendung zu einem geringeren Bedarf an anderen Energieträgern als Strom, wie z. B. Kessel- oder Ofenbrennstoff, führen. Die Wirtschaftlichkeit muss sorgfältig berücksichtigt werden, wenn die Wärme genutzt wird, um die durch Brennstoffe bereitgestellte Wärme zu ersetzen, die deutlich billiger als Strom ist, wie etwa Kohle.