Druckluftstation: mehrere Kompressoren, Steuerung und Reserve

Eine Druckluftstation umfasst alle Maschinen, die die Druckluft eines Standorts erzeugen: Kompressoren, Behälter, Trockner, Filter und das System, das sie steuert. Sobald der Verbrauch über das hinausgeht, was ein Kompressor allein abdeckt, oder sobald ein Druckluftausfall die Produktion stoppt, stellt sich die Frage: eine grosse Maschine oder mehrere kleinere? Dieser Ratgeber zeigt, wie man die Station auswählt und organisiert.

Eine grosse Maschine oder mehrere Kompressoren?

Eine einzelne Maschine ist günstiger in der Anschaffung und braucht weniger Platz. Steht sie jedoch still, wegen einer Störung oder einfach zur Wartung, hat das Werk keine Druckluft. Und schwankt der Verbrauch stark, arbeitet sie einen Teil der Zeit weit weg von ihrem optimalen Betriebspunkt.

Mehrere Kompressoren kosten in der Installation etwas mehr, bieten aber:

• Kontinuität: Steht eine Maschine, laufen die anderen weiter.
• Bessere Effizienz: Es läuft nur die Zahl an Maschinen, die gebraucht wird.
• Flexibilität: Die Station wächst mit dem Werk, indem man eine Maschine ergänzt.

In der Praxis ist eine Station aus zwei oder mehr Maschinen fast immer die richtige Wahl, sobald Druckluft für die Produktion unverzichtbar ist.

Drehzahlregelung und feste Drehzahl kombinieren

Die in der Industrie häufigste Konfiguration kombiniert:

• Einen drehzahlgeregelten Kompressor, der den Schwankungen des Verbrauchs folgt. Er deckt den Anteil ab, der sich im Tagesverlauf ändert.
• Einen oder mehrere Kompressoren für die Grundlast, also den Verbrauch, der ständig anliegt.

Der drehzahlgeregelte Kompressor muss so ausgelegt sein, dass er die Lücke zwischen zwei Stufen abdeckt, sonst entstehen „Regellücken“: Die geregelte Maschine läuft entweder voll oder im Minimum, und die Grundlastmaschinen schalten zu oft. Die Serien S und K von AIRSTAHL sind drehzahlgeregelt. Zu den verschiedenen Regelungsarten siehe Regelung Last/Leerlauf und Drehzahl.

Die Station steuern: die übergeordnete Steuerung

Ohne gemeinsame Steuerung reagiert jeder Kompressor allein auf den Druck: Die Druckbänder überlappen, die Maschinen lösen sich schlecht ab, und der Netzdruck steigt höher als nötig. Eine übergeordnete Steuerung (auch Verbundsteuerung genannt):

• Startet und stoppt die Maschinen nach dem tatsächlichen Bedarf, mit einem einzigen Druckband für die ganze Station.
• Gibt dem drehzahlgeregelten Kompressor Vorrang, um den Schwankungen zu folgen.
• Wechselt die Maschinen ab, um Betriebsstunden und Verschleiss auszugleichen.
• Ermöglicht einen niedrigeren Solldruck, weil die Station besser reagiert. Jedes Bar weniger zeigt sich auf der Stromrechnung (siehe Stromkosten eines Kompressors).

Die Reserve planen: die Regel N+1

Die gebräuchlichste Regel ist N+1: Die Station hat eine Maschine mehr, als für die Spitze nötig ist. Fällt eine Maschine aus, decken die anderen den Verbrauch weiter ab.

Es gibt zwei Varianten, wenn eine komplette Reservemaschine zu teuer erscheint:

• Eine Reserve, die nur die lebenswichtige Liefermenge abdeckt, also die Luft, ohne die die Linie stillsteht.
• Eine vorab vorbereitete Mietlösung, mit bereits vorgesehenem Anschluss an der Sammelleitung.

Die Wahl zwischen diesen Optionen erläutert unser Artikel Braucht ein Werk einen Ersatzkompressor?.

Ein Rechenbeispiel

Ein Werk misst seinen Verbrauch über eine Woche: etwa 2.000 l/min Grundlast, Spitzen bei 5.000 l/min, im Zweischichtbetrieb.

• Option 1, eine einzige Maschine, ausgelegt auf die Spitze: keine Reserve, und eine Maschine, die einen grossen Teil der Zeit in Teillast läuft.
• Option 2, eine Station aus drei Maschinen mit je etwa 2.500 l/min, davon eine drehzahlgeregelt: Zwei Maschinen decken die Spitze, die dritte dient als Reserve (N+1). Nachts und in ruhigen Zeiten läuft eine einzige Maschine.

Unter unseren Online-Modellen gibt eine Maschine wie der S 220 PM (3.200 l/min) die Grössenordnung einer solchen Maschine. Darüber hinaus werden unsere Industriekompressoren von 30 bis 132 kW auf Anfrage ausgelegt. Die Zahlen dieses Beispiels sind Richtwerte: Nur eine Messung Ihres Verbrauchs erlaubt die Auswahl.

Behälter und Aufbereitung in einer Station

• Der Behälter fängt Spitzen ab und gibt der Steuerung Zeit, eine Maschine zu starten. Siehe Druckluftbehälter auslegen.
• Trockner und Filter werden für die gesamte Liefermenge der Station ausgelegt. Mit mehreren Trocknern lässt sich einer zur Wartung abtrennen, ohne die Druckluft abzuschalten.
• Absperrventile an jedem Element ermöglichen Arbeiten an einer Maschine, ohne das Werk stillzulegen.

Häufige Fehler

1. Einen Kompressor hinzufügen, weil „die Luft nicht reicht“, ohne Leckagen zu suchen: Ein Teil der erzeugten Luft geht oft im Netz verloren. Siehe unsere Leckageortung.
2. Überlappende Druckbänder zwischen Maschinen ohne gemeinsame Steuerung.
3. Ein zu kleiner drehzahlgeregelter Kompressor, der die Lücke zwischen zwei Maschinen nicht schliesst.
4. Die Belüftung vergessen, wenn eine Maschine im selben Raum hinzukommt: siehe Kompressorraum.

Sie wollen Ihre Station überprüfen oder neu aufbauen? Unsere Techniker messen Ihren Verbrauch bei einem Druckluft-Audit, danach schlagen wir die passende Konfiguration vor.

Für Ihre Branche: Kompressor für Industrie und Produktion, Kompressor für Recycling und Sortieranlagen, Kompressor für Druckerei und Verpackung.