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100 bis 300 Liter Druckluft pro Sekunde effizient aufbereiten
Energie sparen mit neuen Druckluft-Kältetrocknern
Atlas Copco stellt als erster Hersteller eine Kältetrockner-Serie mit drehzahlgeregelten Antrieben vor. Die neuen Trockner sind für Volumenströme von 100 bis 300 l/s ausgelegt und senken die Energiekosten im Druckluftsystem drastisch. Sie eignen sich für das Zusammenspiel mit öleingespritzten Kompressoren im Maschinen- und Anlagenbau, der Metall- und Kunststoffverarbeitung sowie in Handwerk und Gewerbe.
Essen, im Juni 2020. 25 Jahre nach Einführung drehzahlgeregelter Antriebe für Kompressoren bringt Atlas Copco die Kältetrockner-Baureihe FD 100-300 VSD auf den Markt (VSD = "Variable Speed Drive", Drehzahlregelung des Motors). Damit erweitert der Hersteller das bestehende Produktprogramm und setzt die VSD-Technologie erstmals in Kältetrocknern dieser Größenordnung ein: Die FD-VSD-Serie umfasst sechs Baugrößen für Druckluft-Volumenströme von 100 bis 300 Liter pro Sekunde (l/s), entsprechend 6 bis 18 Kubikmetern pro Minute (m3/min). Im Zusammenspiel mit öleingespritzten Kompressoren senken die neuen Trockner die Energiekosten drastisch und verbessern die CO2-Bilanz des Betreibers. 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 FD-VSD-Kältetrockner deutlich 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 FD-VSD-Kältetrockner sind selbst diesen modernen Technologien in vielerlei Hinsicht überlegen, heißt es bei Atlas Copco. Sie bieten 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 3 °C 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 nicht drehzahlgeregelte Geräte.
Niedriger Differenzdruck durch eigenen Wärmetauscher
Hinzu kommt in der FD-VSD-Baureihe ein eigener 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 Atlas-Copco-Konstrukteure die Effizienz in der Gesamtinstallation noch weiter steigern. Insgesamt ergeben sich also zwei Effekte, die die Stromrechnung senken:
1. Die Leistungsaufnahme der FD-VSD-Kältetrockner liegt per se um bis zu 65 % unter derjenigen eines herkömmlichen Trockners ohne Drehzahlregelung und ohne den speziellen Wärmetauscher.
2. Der Differenzdruck ist im Vergleich zu herkömmlichen Kältetrocknern, wie etwa der FX-Serie von Atlas Copco, um bis zu 55 % niedriger. Das bedeutet, dass der Kompressor weniger arbeiten muss: So werden zum Beispiel bei einem FD 260 VSD mit einem Volumenstrom von 260 l/s nahezu 5 Kilowatt (kW) an Kompressorleistung eingespart, was bei 4000 Betriebsstunden des Verdichters pro Jahr einen Effizienzgewinn von fast 20.000 Kilowattstunden (kWh) ausmachen kann.
Stabiler, niedriger Drucktaupunkt von 3 °C
Die Trockner erzeugen Druckluft mit einem stabilen niedrigen Taupunkt bei hoher Qualität (Reinheitsklasse 4 bei Wasser nach ISO 8573-1:2010, entsprechend einem Drucktaupunkt von maximal 3 °C). Thermische-Masse-Trockner hingegen weisen einen instabilen Taupunkt auf, was die Luftqualität um bis zu zwei Reinheitsklassen beeinträchtigen kann. Weil die FD-VSD-Kältetrockner ohne thermische Masse auskommen, sind sie sehr kompakt und platzsparend. Die Geräte reagieren schnell auf wechselnde Temperaturen und Volumenströme. Darüber hinaus sind die Kosten für Wartung und Service deutlich geringer.
Alle Geräte sind standardmäßig mit der Elektronikon-Touch-Steuerung ausgestattet. Diese ist einfach zu bedienen, und der Benutzer erhält auf einen Blick alle erforderlichen Informationen, wie den programmierten sowie den aktuellen Drucktaupunkt. In Kombination mit einer Ethernet-Verbindung und der Atlas-Copco-Fernüberwachungs-Software Smartlink lassen sich die Leistung des Druckluftsystems und alle Funktionen des Trockners aus der Ferne überwachen und steuern.
Mehr Informationen zum FD-VSD-Arbeitsprinzip finden Sie in diesem (englischsprachigen) Video:
https://www.photos-videos.atlascopco.com/content/dam/atlas-copco/compressor-technique/industrial-air/videos/FD%20VSD%20Animation.mp4
Stichwort: 25 Jahre Drehzahlregelung ((Zusatz-Info))
Seit ihrer Erfindung liefen Kompressoren nur mit einer fest eingestellten Drehzahl, unabhängig vom jeweiligen Druckluftbedarf. Damit wurde viel Energie verschwendet, besonders in Phasen mit geringem Druckluftbedarf, weil der Kompressor immer unter Volllast lief. Das änderte Atlas Copco 1995 mit der serienmäßigen Markteinführung der Drehzahlregelung (VSD: Variable Speed Drive). Seitdem können Betreiber bei der Druckluft viel Geld sparen. Denn VSD-Kompressoren arbeiten wesentlich energieeffizienter und zu deutlich reduzierten Betriebskosten, weil die drehzahlgeregelte Antriebstechnik immer nur so viel Leistung zieht, wie für den aktuellen Luftbedarf gerade benötigt wird. Inzwischen steht für die öleingespritzten GA-Kompressoren von Atlas Copco bereits eine zweite Generation der Drehzahlregelung zur Verfügung, die VSD+-Technologie. Gegenüber schlecht ausgelasteten Volllast-Leerlauf-Regelungen sind Einsparungen von einem Drittel oder mehr möglich.
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