Druckluft zu erzeugen ist energieintensiv. Jede eingesparte Kilowattstunde führt zu wirtschaftlichen Vorteilen für den Betreiber. Daher kommen ölgeschmierte Schraubenkompressoren zum Einsatz, wenn Kosteneffizienz, eine dauerhafte Prozesssicherheit und hohe Druckluftqualität maßgebend sind. Doch diese Herausforderungen sind nicht ohne zusätzliche Maßnahmen zu erreichen. So erfordern selbst neueste Technologien in geräuschempfindlichen Umgebungen häufig schalldämmende Maßnahmen.
Um unnötige Kosten durch Betriebsstörungen und Produktionsausfälle zu vermeiden, sind Wartungsarbeiten an der Maschine unumgänglich. Hier führt ein leichter Zugang zu Bauteilen wie Verdichter oder Ölabscheidevorrichtung zu einfach durchführbaren Servicearbeiten. Umgebungen mit einem hohen Staub- und Schmutzanteil stellen besondere Herausforderungen für einen kontinuierlichen Betrieb der Maschinen dar. Kompressoren mit Riemenantrieb eignen sich daher aufgrund ihrer Störanfälligkeit bedingt für solche Bereiche. In Summe sind also Lösungen gefragt, die den Energieverbrauch senken, Wartungsbedingungen und Geräuschpegel optimieren sowie den Einfluss widriger Umgebungen berücksichtigen.
Um ein Höchstmaß an Energieeffizienz zu erhalten, muss die Verdichterstufe der ölgeschmierten Schraubenkompressoren für den optimalen Punkt ausgelegt werden. Viele Maschinen decken zwar eine große Bandbreite ab, erzeugen die Druckluft aber nicht in allen Leistungsklassen mit bestmöglichem Wirkungsgrad. Energieeinsparungen lassen sich vor allem mit einer intelligenten Steuerung erzielen. Bisherige Lösungen zeigen Störungen im Betrieb der Kompressoren allerdings oft erst an, wenn diese bereits bestehen. Teilweise warnen die herkömmlichen Steuerungen im Vorfeld entsprechend, Prognosen hinsichtlich Überschreitungen von Grenzwerten liefern sie aber nicht. Herkömmliche Schraubenkompressoren sind für den Einsatz in geräuschsensiblen Umgebungen bisher nicht geeignet. Betreiber sind damit in der Wahl des Aufstellortes eingeschränkt oder müssen zusätzliche Vorkehrungen treffen, um die Kompressoren flexibel aufstellen zu können.
Für alle Anforderungen ausgelegt
Den steigenden Anforderungen hinsichtlich Energieeffizienz, Schallreduzierung und Verlängerung der Wartungsintervalle wird eine Neuentwicklung von Boge Kompressoren gerecht. Der Schraubenkompressor S-4 basiert auf einem Konzept, das die Anordnung und Funktion mechanischer Komponenten verbessert. Eine neue Verdichterstufe mit integriertem Getriebe führt im Leistungsbereich von 110 bis 160 kW zu einem reduzierten Energieverbrauch um bis zu acht Prozent. Die großvolumige Ausführung des Verdichters sorgt dafür, dass der Kompressor in seiner Leistungsklasse im bestmöglichen Auslegungspunkt arbeitet. Niedrige Druckverluste innerhalb des Verdichtungsprozesses führen ebenfalls zu einem niedrigeren Energieverbrauch.
Der Schraubenkompressor ist mit einer intelligenten Steuerung ausgestattet, die Betriebszustände antizipiert und sich automatisch auf Druck- und Temperaturanforderungen einstellt. Damit ist ein effizienter Maschinenbetrieb möglich. Steigt beispielsweise die Verdichtungsendtemperatur in größerem Umfang, als es der Norm entspricht, prognostiziert die Steuerung eine Überschreitung des Grenzwertes. Auf Basis dieser Vorhersagen kann der Betreiber frühzeitig eingreifen und Störungen oder Betriebsausfälle vermeiden.
Auch Differenzdrücke an Filtern, die auf einen Verschleiß hinweisen, lassen sich so überwachen. Nutzt der Betreiber mehr als einen Schraubenkompressor, unterstützt die smarte Steuerung einen Verbundbetrieb und synchronisiert bis zu vier Anlagen untereinander. Der Einsatz einer zusätzlichen, übergeordneten Steuerung ist daher nicht notwendig. Jedes konstruktive Detail des neuen Schraubenkompressors wurde im Hinblick auf das schallreduzierende Potenzial entwickelt. Die elastische Aufhängung und die Entkopplung aller schwingenden Bauteile sorgen dafür, dass Vibrationen nicht auf den Rahmen oder Schallhauben übertragen werden.
Um die Entkopplung zu realisieren, entwarf Boge erstmals einen vertikalen Ölabscheider mit neuer Vorabscheidung. Auch Antriebsmotor und Verdichterstufe sind elastisch am Grundrahmen montiert und somit schwingungstechnisch entkoppelt. Ein Radiallüfter mit besonders niedriger Drehzahl sorgt zusätzlich für eine Schalloptimierung. Eine mehrfach umgelenkte Kühlluftführung verhindert, dass der Schall auf direktem Weg nach außen dringt. Die baulichen Veränderungen führen zwar zu einer Vergrößerung des Maschinenumfangs um bis zu 20 Prozent im Vergleich zum Vorgängermodell. Allerdings gehört der S-4 trotz dieser scheinbar nachteiligen Veränderung noch zu den kleinsten Maschinen seiner Leistungsklasse am Markt.
Der Lärmpegel des Kompressors liegt bei 67 dB(A). Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen mit einem Pegel von mindestens 70 dB(A) stellt dieser Wert eine Halbierung des Schalls dar. Das schalloptimierte Design ermöglicht mehr Einsatz- und Aufstellbereiche, da keine zusätzlichen Schalldämmmaßnahmen und kein separater Raum für die Maschine nötig sind. So lässt sich der S-4 auch in Arbeitsplatznähe einsetzen. Egal ob Revisionsarbeiten an der Verdichterstufe anstehen oder der Ölregler gewartet werden muss – alle wartungsrelevanten Bereiche des S-4-Schraubenkompressors sind leicht zugänglich. Der Zugriff auf die Bauteile erfolgt über abnehmbare Wartungstüren an zwei Seiten des Kompressors. Intelligente Detaillösungen wie ein Schubladenprinzip für Öl- und Luftkühler und der Einsatz spezieller Klemmverbindungen erleichtern die Arbeiten zusätzlich.
Auch die Ölabscheidung des neuen Schraubenkompressors ist optimiert. Sie verfügt nun über einen neu konzipierten Ölbehälter sowie spezielle Strömungseinbauten. Diese Maßnahmen führen zu einer geringeren Menge Restöl in der Druckluft und einem reduzierten Ölverbrauch. Damit ist es Boge gelungen, eine längere Standzeit zu erzielen und das Wechselintervall der Ölabscheidepatrone zu erhöhen – von bisher 3000 auf 9000 Stunden.
Das hermetisch gekapselte Getriebe ist eine Besonderheit des neuen Schraubenkompressors. Damit ist die Maschine gegen hohes Staubaufkommen in der Umgebungsluft gewappnet und auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen einsetzbar, beispielsweise im Bergbau, in der chemischen Industrie und der Zementindustrie. Das Getriebe wird über den Ölkreislauf des Kompressors mit Öl versorgt, was einen zusätzlichen Ölkreislauf überflüssig macht. Im Ergebnis ermöglicht die Neuentwicklung des Schraubenkompressors einen wartungsfreien und langfristigen Einsatz der Verdichterstufe mit über 35 000 Betriebsstunden.
Der Anfang ist gemacht
Neben der Effizienzsteigerung stellen Betreiber von Schraubenkompressoren erhöhte Anforderungen hinsichtlich Schalloptimierung und Wartungsfreundlichkeit an die Maschinen. Mit dem S-4 hat Boge einen Schraubenkompressor konstruiert, der unter anderem aufgrund neuester Gestaltung der Verdichterstufe einen Effizienzgewinn erlaubt. Durch den gekapselten Direktantrieb ist der S-4 geeignet für den Einsatz in staubhaltiger Umgebung. Die schwingungstechnische Entkopplung der Bauteile sorgt für weniger Schall. Daraus resultieren eine hohe Laufruhe und flexible Einsatzmöglichkeiten. Mit dieser Neukonstruktion hat Boge einen technischen Fortschritt erzielt, ist aber nicht am Ende seiner Entwicklungsarbeit. So testet das Unternehmen unterschiedliche Technologien, um Schraubenkompressoren hinsichtlich Energieeffizienz, Schall und Wartung noch weiter zu verbessern.
Weitere Informationen zu Boge Kompressoren finden Sie im Business-Profil auf Seite 22.
