Kompressoren, Bild: Atlas Copco

Die Beispielinstallation zeigt die neuen, drehzahlgeregelten Kompressoren der Baureihe ZR 160 VSD+ sowie die übergeordnete Steuerung an der Wand. Bild: Atlas Copco

Die neuen Schraubenkompressoren der Baureihe ZR 90-160 VSD+ von Atlas Copco wurden erstmals auf der Achema 2018 als Weltneuheit der Öffentlichkeit vorgestellt. „Die ölfrei verdichtenden und drehzahlgeregelten Maschinen ermöglichen gegenüber Volllast-Leerlauf-Kompressoren Energieeinsparungen um bis zu 35 Prozent“, sagt Sprecher Michael Gaar zu dem neuen Produkt. Die wassergekühlten Kompressoren eignen sich insbesondere für Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkebranche sowie der Elektronik-, Automobil-, Textil- und Pharmaindustrie. Sie verfügen über moderne Verdichterelemente, ein neues Kühlerdesign sowie eine verbesserte Steuerung.

Alle Elemente sind in einem schallisolierten Gehäuse untergebracht, so dass der Kompressor nur noch an das Stromnetz, die Druckluft- und Kühlwasserleitungen angeschlossen werden muss. „Unser Konstruktionsziel ist immer, die Widerstände im Gehäuse zu reduzieren und so die Effizienz zu erhöhen: So haben wir allein zehn Patente auf unser neues Gehäuse erhalten”, berichtet Jörg Schwittek, Leiter des Geschäftsbereichs Ölfreie Druckluft.

Drehzahlregelung mit Neos-VSD+

Angetrieben werden die Kompressoren von zwei Permanentmagnetmotoren, die der künftigen Effizienzklasse IE5 entsprechen, und der in dieser Baureihe erstmals eingesetzten Neos-VSD+-Technologie zur Drehzahlregelung. Das Konzept mit zwei Motoren und einem intelligenten Steuerungsalgorithmus ermöglicht es, dass beide Verdichtungselemente mit unterschiedlicher Drehzahl laufen, was die Effizienz verbessert. Die Anpassung der Leistung an den tatsächlichen Bedarf reduziert den Energieverbrauch. Die wassergekühlten Permanentmagnetmotoren sind auf Effizienz und Zuverlässigkeit hin ausgelegt. Sie enthalten ölgeschmierte Lager für eine lange, wartungsfreie Lebensdauer. Alle Verschleißteile sind für einen schnellen Wartungseinsatz zusammen gruppiert.

„Mit der neuen Serie sprechen wir vor allem Kunden an, die einen hohen Bedarf an ölfreier Druckluft haben. Wobei man sagen muss, dass viele Kunden die ZR-Kompressoren nicht vorrangig wegen der ölfreien Verdichtung kaufen, sondern wegen ihrer sehr hohen Effizienz. Denn bei ähnlich großen, öleingespritzten Kompressoren, die wir in der GA-Serie anbieten, sind vergleichsweise hohe Mengen Öl in Umlauf. Dieses wieder aus dem Luftkreislauf herauszuholen, bedeutet einen hohen technischen Aufwand. Dadurch ist die spezifische Leistungsaufnahme bei großen, ölgeschmierten Kompressoren höher als bei Trockenläufern. Einfacher formuliert: Sie brauchen mehr Energie, um die gleiche Menge Druckluft zu erzeugen”, erklärt Jörg Schwittek.

Die Umrichter, die Software und die Steuerung stellt der Anbieter selbst her. „Wir sind damit unabhängiger vom Markt, beim Service nicht auf Lieferanten angewiesen, behalten die Wertschöpfung im eigenen Hause und können auf Konstruktionen setzen, die extra auf Kompressoren ausgelegt sind”, erläutert Schwittek. „Zum Beispiel sind die Motoren nach IP66 gekapselt, da kommt absolut nichts mehr rein. Auch die Neos-Umrichter wurden extra für Kompressoren entwickelt und gekapselt, wodurch die Zuverlässigkeit steigt. Das ist zum Beispiel in weiten Teilen der Prozessindustrie relevant, wo sich feine Stäube auf Maschinenteile setzen. Dadurch könnten die Platinen ausfallen. Solche Gefahren schließen wir mit unseren Konstruktionen weitestgehend aus.”

In der Full-Feature-Variante verfügen die Kompressoren über einen eingebauten Drehtrommeltrockner des Typs MDG. Dieses Gerät wurde für einen stabilen Drucktaupunkt von -40 °C entwickelt. „Diese Trockner haben wir erst im Frühjahr auf der Anuga Foodtec in Köln erstmals vorgestellt. Unser Wettbewerb stellt meines Wissens an dieser Stelle fast ausschließlich warmregenerierende Trockner zur Verfügung, das heißt, für den Regenerationsprozess muss zusätzliche Energie aufgewendet werden. Der Antrieb unseres MDG-Trockners hat demgegenüber nur 200 Watt. Sprich: Er benötigt als Heat-of-Compression-Trockner neben der Wärme aus dem Verdichtungsprozess des Kompressors nur 0,2 Kilowatt an elektrischer Energie, um den Trommelmotor zu betreiben”, berichtet Schwittek.

Absolut ölfreie Luft

Alle Komponenten im Verdichterelement, insbesondere die Profile, die Lagerung und die Beschichtung der Rotoren, wurden für Effizienz und Langlebigkeit neu entwickelt. Design und Abdichtung der Luftkammer stellen die physikalische Trennung von Öl- und Luftkreislauf sicher, wodurch kein Öl in die Druckluftkammer eindringen kann und die Luft absolut ölfrei nach der Klasse 0 gemäß ISO 8573-1 verdichtet wird.

Die neu gestalteten Kühler wurden mit Edelstahlrohrbündeln ausgerüstet, deren Austauschoberfläche vergrößert wurde, um die Kühlleistung zu verbessern. Zudem verfügen die Kühler über spezielle Wasserabscheider, die ebenfalls die Effizienz der Maschine steigern.

Online-Visualisierung

Der Neos-Umrichter kommuniziert direkt mit der neuen Elektronikon-Mk5-Touch-Steuerung. Diese gibt Warnhinweise aus, kennt die Wartungsintervalle und visualisiert online den aktuellen Maschinenzustand. Das Datenüberwachungsprogramm Smartlink ist als Standard integriert. Dieses Fernmeldesystem erlaubt eine Analyse des gesamten Druckluftsystems und bietet die Möglichkeit, vorbeugende Wartungen zu planen.

Die Kompressoren arbeiten mit der neuen, übergeordneten Steuerung Optimizer 4.0 zusammen. Die Steuerung wählt die jeweils effizienteste Kombination unter den Kompressoren einer Druckluftstation aus. Auch Drucklufttrockner können an die Steuerung angeschlossen werden. Über die Benutzeroberfläche kann der Bediener die Leistung und den Energieverbrauch jeder Maschine sowie des gesamten Systems einsehen. Die Steuerung kann auch am PC überwacht werden. Zudem können die Kompressoren in eine Premium-Instandhaltungsvereinbarung aufgenommen werden, in der sich der Hersteller um alle Wartungsarbeiten, Upgrades, Reparaturen und eventuelle Ausfälle kümmert. do

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