Energie sparen mit neuen Druckluft-Kältetrocknern

25 Jahre nach Einführung drehzahlgeregelter Antriebe für Kompressoren bringt Atlas Copco die Kältetrockner-Baureihe FD 100-300 VSD auf den Markt. VSD steht hier für Variable Speed Drive, also Drehzahlregelung des Motors. Damit erweitert der Hersteller das bestehende Produktprogramm und setzt die VSD-Technologie erstmals in Kältetrocknern dieser Größenordnung ein. Die Serie umfasst sechs Baugrößen für Druckluft-Volumenströme von 100 bis 300 Liter pro Sekunde, entsprechend sechs bis 18 Kubikmetern pro Minute. Im Zusammenspiel mit öleingespritzten Kompressoren senken die neuen Trockner die Energiekosten. Anwendungen finden sich in zahlreichen industriellen Branchen, wie dem allgemeinen Maschinen- und Anlagenbau, der Metall- und Kunststoffverarbeitung sowie im Handwerk und in kleineren Gewerbebetrieben.

Mit ihrer Drehzahlregelung sind die neuen Kälte-trockner effizienter als andere gängige Trockner, die mit einer sogenannten thermischen Masse oder zyklisch arbeiten. Deren Arbeitsprinzip besteht darin, permanent unter voller Leistungsaufnahme eine thermische Masse zu kühlen und bei Erreichen der gewünschten Temperatur den Kältemittel-Kompressor auszuschalten, um Energie einzusparen. Damit galten solche Geräte in den letzten Jahren als sehr effizient; allerdings führt diese Arbeitsweise zu schwankenden Drucktaupunkten und nur vergleichsweise geringen Einsparungen.

Die neuen Kältetrockner seien diesen Technologien in mehreren Punkten überlegen, heißt es beim Anbieter. Sie böten wesentlich höhere Energieeinsparungen, da ein Frequenzumrichter die Leistung des integrierten Kältemittel-Kompressors immer an den aktuell benötigten Luftbedarf anpasst. Diese Drehzahlregelung lässt den Motor stets mit der optimalen Geschwindigkeit laufen. Und das ist diejenige, die nötig ist, um den jeweils aktuellen Druckluft-Volumenstrom auf den gewünschten Drucktaupunkt von in der Regel drei Grad Celsius zu trocknen.

In Abhängigkeit von den tatsächlichen Betriebsbedingungen – wie Temperatur, Volumenstrom und Feuchtigkeitsbelastung – passt der Kältemittel-Kompressor seine Leistung an. Dadurch arbeitet der Trockner insbesondere unter Teillast deutlich effizienter als Geräte ohne Drehzahlregelung.

Einen Beitrag zur Energieeffizienz leistet auch der Wärmetauscher: Er wurde speziell für diese Trockner entwickelt, um die Energieverluste durch den Differenzdruck, den der Trockner im Druckluftsystem verursacht, auf ein Minimum zu reduzieren. So konnten die Konstrukteure die Effizienz in der Gesamtinstallation weiter steigern.

Insgesamt ergeben sich also zwei Effekte, welche die Stromrechnung beeinflussen:

1. Die Leistungsaufnahme der Kälte-trockner liegt per se um bis zu 65 Prozent unter derjenigen eines Trockners ohne Drehzahlregelung und ohne den speziellen Wärmetauscher.
   
   
2. Der Differenzdruck liegt um bis zu 55 Prozent unter dem Differenzdruck herkömmlicher Kältetrockner, wie etwa der FX-Serie von Atlas Copco. Das bedeutet, dass der Kompressor weniger arbeiten muss. So werden zum Beispiel bei einem neuen FD 260 VSD (mit einem Volumenstrom von 260 Liter pro Sekunde) nahezu fünf Kilowatt an Kompressorleistung eingespart, was bei 4000 Betriebsstunden des Verdichters pro Jahr einen Effizienzgewinn von fast 20.000 Kilowattstunden ausmachen kann.

Die Trockner erzeugen Druckluft mit einem stabilen niedrigen Taupunkt bei hoher Qualität (Reinheitsklasse vier bei Wasser nach ISO 8573-1:2010, entsprechend einem Drucktaupunkt von maximal drei Grad Celsius). Thermische-Masse-Trockner hingegen weisen einen instabilen Taupunkt auf, was die Luftqualität um bis zu zwei Reinheitsklassen beeinträchtigen kann. Weil die Kältetrockner ohne thermische Masse auskommen, sind sie kompakt und sparen Platz. Die Geräte reagieren laut Hersteller relativ schnell auf wechselnde Temperaturen und Volumenströme.

Alle Geräte sind standardmäßig mit der Elektronikon-Touch-Steuerung ausgestattet. Der Benutzer erhält dabei auf einen Blick alle erforderlichen Informationen, wie den programmierten sowie den aktuellen Drucktaupunkt. In Kombination mit einer Ethernet-Verbindung und der Fernüberwachungs-Software Smartlink lassen sich die Leistung des Druckluftsystems und die Funktionen des Trockners aus der Ferne überwachen und steuern.