FPM+-T zweistufige ölgekühlte PM-VSD-Schraubenkompressoren

Der Energieverbrauch der Druckluft läuft auf eines hinaus: das Gas auf den Zieldruck zu verdichten. Bei der einstufigen Verdichtung wird das gesamte Druckverhältnis in einem Schritt auf ein einziges Rotorpaar angewendet. Der Verdichtungsprozess erwärmt sich schnell, das einstufige Druckverhältnis ist hoch, und das zwischen den Rotoren zurückströmende Gas (innere Leckage) nimmt entsprechend zu, was den Wirkungsgrad begrenzt. Je höher die Leistung, desto ausgeprägter wird dieses Problem.

Der ESSENCE FPM+-T zweistufige ölgekühlte PM-VSD-Schraubenkompressor begegnet diesem Problem durch gestufte Verdichtung. Er umfasst drei Modelle — FPM+55A/W-*T, FPM+75A/W-*T und FPM+90A/W-*T — mit einer Leistung von 55 bis 90 kW, einem Betriebsdruck von 0,7–1,25 MPa und einer Fördermenge von 3,76–20,80 m³/min, mit PM-VSD-Start und Kupplungsantrieb.

Zweistufige Verdichtung: Ein Verdichtungsschritt wird zu zwei

Zweistufige Verdichtung bedeutet, die Verdichtung der Luft in zwei Stufen aufzuteilen und die Luft dazwischen zu kühlen. Die Vorteile lassen sich in drei Punkte gliedern:

• Geringeres Druckverhältnis pro Stufe: Jede Stufe bewältigt eine kleinere Druckdifferenz, sodass die Belastung der Rotoren gleichmäßiger ist;
• Zwischenkühlung: Das heiße verdichtete Gas wird gekühlt, bevor es in die zweite Stufe eintritt, sodass die zweite Stufe kühlere Luft ansaugt und der Verdichtungsprozess näher an der Isotherme bleibt;
• Geringere innere Leckage: Bei geringerem Druckverhältnis pro Stufe wird das zwischen den Rotoren zurückströmende Gas reduziert, und die effektive Fördermenge steigt.

Anders gesagt ist die zweistufige Verdichtung kein zusätzlicher Schritt um seiner selbst willen; sie erledigt dieselbe Aufgabe auf schonendere Weise und holt den Wirkungsgrad zurück, der sonst durch hohe Temperaturen und Rückströmung verloren ginge.

Ölgekühlter PM-Motor: Wärmeempfindlichkeit von vornherein berücksichtigt

Der FPM+-T verwendet PM-VSD-Start und eine ölgekühlte Bauweise. Permanentmagnetmotoren sind temperaturempfindlich, und eine längere Belastung durch hohe Hitze kann sowohl ihren Wirkungsgrad als auch ihre Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Die Ölkühlung hält die Temperaturerhöhung des Motors in einem vernünftigen Bereich, sodass die Vorteile des PM-Antriebs im langen Dauerbetrieb erhalten bleiben.

In Verbindung mit der VSD-Steuerung folgt die Drehzahl des Aggregats dem Luftbedarf: Sinkt der Bedarf, fallen Drehzahl und Energieverbrauch; steigt der Bedarf, erhöht sich die Drehzahl, um mit der benötigten Luft Schritt zu halten, wodurch die Leerlaufverschwendung des Last-/Leerlaufbetriebs einer drehzahlkonstanten Maschine vermieden wird.

Abmessungen und Gewicht: Was vor der Installation zu klären ist

Anders als kleinere Aggregate müssen Modelle über 55 kW bereits in der Installationsphase eingeplant werden. Die drei FPM+-T-Modelle haben Nettogewichte von 2350 kg, 2520 kg und 2950 kg, mit Gesamtabmessungen (L × B × H) von 2250 × 1344 × 1694 mm, 2250 × 1344 × 1694 mm bzw. 2300 × 1450 × 1750 mm.

Das bedeutet, dass Bodenbelastbarkeit, Zugangswege und Hebebedingungen vor dem Kauf geklärt werden müssen. Die drei Modelle belegen eine ähnliche Stellfläche, doch das 90-kW-Modell ist in Länge, Breite, Höhe und Gewicht etwas größer, sodass das Layout für das tatsächliche Modell berechnet und nicht nach dem kleinsten der Baureihe geschätzt werden sollte. Diese Details, die leistungsfremd erscheinen, entscheiden oft genau darüber, ob die Anlage reibungslos installiert werden kann.

Drei Modelle, eine enge Leistungsleiter

Der FPM+-T gibt es in drei Leistungsstufen — 55, 75 und 90 kW — als Modelle FPM+55A/W-*T, FPM+75A/W-*T und FPM+90A/W-*T. Bei 0,8 MPa liefern die drei Modelle beispielsweise 4,80–12,00, 6,60–16,50 bzw. 8,00–20,00 m³/min, mit recht gleichmäßigen Stufen zwischen benachbarten Nennwerten.

Diese fokussierte Aufstellung zielt auf einen klar definierten Betriebsbereich: Das Band von 55–90 kW ist genau dort, wo die Hauptkompressoren vieler mittelgroßer Werksdruckluftstationen liegen. Statt eine lange Modellliste auszufächern, ist es sinnvoller, jeden Leistungspunkt innerhalb dieses Bandes solide zu machen — ein üblicher Ansatz für zweistufige Kompressoren.

Technische Daten

Am Beispiel des 90-kW-Modells beträgt die Fördermenge 8,32–20,80 m³/min bei 0,7 MPa, 8,00–20,00 m³/min bei 0,8 MPa, 6,76–16,90 m³/min bei 1,0 MPa und 5,84–14,60 m³/min bei 1,25 MPa. Die Fördermenge sinkt weiterhin mit steigendem Druck, und die Auswahllogik ist dieselbe wie bei einstufigen Modellen: zuerst den Druck festlegen, dann die Fördermenge.

Für wen es passt

• Mittelgroße und große Werke mit langen, durchgehenden Schichten: Unterschiede im Wirkungsgrad summieren sich über lange Betriebsstunden;
• Standorte, an denen Strom einen großen Kostenanteil hat und Energiesparziele ausdrücklich formuliert sind: Zweistufige Verdichtung und VSD-Steuerung wirken beide auf die Betriebskosten;
• Produktionslinien mit ausgeprägten Schwankungen des Luftbedarfs: PM-VSD lässt die Luftversorgung dem Bedarf folgen;
• Neubau- oder Nachrüstprojekte mit Spielraum für eine sorgfältige Installationsplanung: Gewicht und Abmessungen des Aggregats müssen frühzeitig in das Layout einfließen.

Auswahlhinweise

1. Zuerst das Druckniveau bestätigen: Die Fördermenge variiert im Bereich 0,7–1,25 MPa spürbar, daher den zum tatsächlichen Bedarf passenden Wert nehmen;
2. Die Installationsbedingungen prüfen: Bodenbelastbarkeit, Zugangswege und Hebekonzept im Voraus klären;
3. Den VSD-Nutzen abschätzen: Je größer die Schwankungen des Luftbedarfs, desto mehr zahlt sich die VSD-Steuerung aus;
4. Luftaufbereitung und Rohrleitung in die Gesamtplanung einbeziehen: Der Auslass ist G2 oder Quadratflansch DN80, und die Rohrdimensionierung sollte zum Aggregat passen.

Fazit

Der Wert der zweistufigen Verdichtung ist nicht eine weitere Zeile im Datenblatt, sondern dass sie Energieverluste bereits auf der Ebene des Verdichtungsprinzips verringert. Für mittelgroße und große Aggregate im Band von 55–90 kW, die ganzjährig durchlaufen, ist diese an der Quelle eingesparte Effizienz direkter als jede nachträglich angewandte Abhilfe.

Bei Geräten, die langfristig durchlaufen, summiert sich jede eingesparte Kilowattstunde über die Zeit zu einem erheblichen Unterschied — Grund genug, das Prinzip bei der Modellwahl klar zu verstehen.