Kaeser Kompressoren SE

Effizienz

Druckluft für Strahlmühlen

Wer Strahlmühlen für die Herstellung von feinsten Pulvern im Einsatz hat, kann durch geschickte Wärmenutzung aus der Drucklufterzeugung Energiekosten sparen. Kaeser hat für diesen Zweck für seine ölfrei verdichtenden Schraubenkompressoren der Baureihen CSG, DSG und FSG den Optionsbaukasten erweitert.

Strahlmühlen werden neben Dampf zumeist mit Druckluft oder mit Stickstoff im Kreislauf betrieben. Bei der Umsetzung der Energie in den Mahldüsen kann nicht der Druck, sondern auch in hohem Maße die in der Druckluft gespeicherte Wärme für den Mahlprozess genutzt werden. Diese Abwärme entsteht bei der Erzeugung von Druckluft und steht entsprechend kostenfrei zur Verfügung.

Kaeser hat deshalb seinen Optionsbaukasten für zweistufig ölfrei verdichtende Schraubenkompressoren weiterentwickelt, so dass die speziellen Bedürfnisse von Strahlmühlen berücksichtigt werden können. So ist zum Beispiel durch flexible und geregelte Anpassung der Zwischenkühlung eine Regelung der Druckluftaustrittstemperatur möglich. Je nach Mahlgut kann dies zu einer deutlichen Reduktion des spezifischen Energiebedarfes je Tonne Fertigprodukt führen.

Die Kompressoren mit der Option Druckluftaustrittstemperaturregelung gibt es für die Kaeser-Modelle CSG, DSG und FSG und damit im Leistungsbereich von 37 bis 355 kW. Der Druck kann bei diesen Modellen im Bereich von vier bis elf bar Überdruck zur Verfügung gestellt werden. Je nach Anwenderbedarf stehen luft- oder wassergekühlte Anlagen zur Auswahl.

Neben den Möglichkeiten der Drucklufttemperaturregelung bietet Kaeser zudem speziell entwickelte Kompressoren für den Stickstoffkreislaufbetrieb an. Diese Kompressoren werden individuell an den Stickstoffkreislauf angepasst.

Schraubengebläse

Effizient und leise

Die Schraubengebläse der DBS-Serie sind echte „Energiespar-Profis“. Mit einer Leistung von 15 bis 37 kW und mit 4 bis 22,5 m³/min Volumenstrom geht es derzeit kaum effizienter.

Genauso wie die anderen Schraubengebläse-Baureihen von Kaeser glänzt das Schraubengebläse DBS durch bisher nicht erreichte Effizienz. Im Vergleich zu herkömmlichen Drehkolbengebläsen sind die Kaeser-Schraubengebläse um bis zu 35 Prozent effizienter und bieten auch im Vergleich zu vielen auf dem Markt befindlichen Schrauben- und Turbogebläsen deutliche energetische Vorteile im zweistelligen Bereich.

Diese werden unter anderem durch den Einsatz der aus dem Schraubenkompressor-Segment bewährten Rotoren mit Sigma Profil erzielt. Hierzu trägt auch der innovative, schlupffreie Direktantrieb bei. Dieser sorgt auch bei maximalen Drehzahlen für geringste Übertragungsverluste und damit geringste Energiekosten.

Die Gebläse gibt es in zwei unterschiedlichen Ausführungen für Bedarfe bis zu 700 mbar beziehungsweise bis zu 1100 mbar. Mit bis zu maximal 72 dB(A) im Hauptanwendungsbereich sind die Gebläse sehr leise und gerade mal so laut wie ein moderner Staubsauger.

Die Kaeser-Schraubengebläse sind für den Dauerbetrieb ausgelegt, sind dabei wartungsarm und können direkt nebeneinander aufgestellt werden. Je nach Wunsch sind sie mit integriertem Frequenzumrichter oder Stern-Dreieck-Schaltung ausgestattet. Die schlupffrei arbeitenden Synchron-Reluktanzmotoren der Ausführungen mit Frequenzumrichter erhöhen die Gesamteffizienz zusätzlich. Bei beiden Ausführungen erfolgt die Kraftübertragung vom Motor zum Verdichter mit verlust- und wartungsfreiem Getriebe. Die Schraubengebläse werden als anschlussfertige Anlagen (mit Leistungselektrik und Steuerung Sigma Control 2) geliefert und lassen sich ohne zusätzlichen Aufwand sofort in Betrieb nehmen.    

Intelligent gesteuert

Die ebenfalls integrierte Steuerung Sigma Control 2 sorgt für umfangreiche Überwachung und einfache Anbindung jedes Einzelgerätes an betriebliche Kommunikationsnetzwerke. Dank dieser integrierten Steuerung können die Gebläse künftig, wenn gewünscht, auch in ein Sigma Network eingebunden werden. Möglich wird dies, weil nun die aus dem Kompressoren-Bereich bewährte, maschinenübergreifende Steuerung Sigma Air Manager 4.0 (SAM 4.0) auch für Gebläse zur Verfügung steht.

Energie- und Kosteneffizienz eingebaut

Kaeser vervollständigt seine Produktpalette: Die Drehkolbengebläse der BBC- und FBC-Serie gibt es optional auch anschlussfertig mit integrierter Leistungselektrik sowie der bewährten Sigma Control 2-Steuerung zur Überwachung und Kommunikation. Insgesamt können Liefermengen von 2 bis 72 m³/min für bis zu 1000 mbar Überdruck bzw. 500 mbar Unterdruck höchst effizient und energiesparend abgedeckt werden. Zum Haupteinsatzgebiet der Gebläse gehört der pneumatische Transport.

Anschlussfertig, das heißt lieferbar komplett mit Sensorik, Steuerung und wahlweise Stern-Dreieck-Starter oder Frequenzumrichter zur flexiblen Drehzahlregelung. Außerdem verfügen die Komplettversionen über CE- bzw. EMV-Zeichen für einen störungsfreien Einsatz. Für Betreiber wie für Anlagenbauer bedeutet dies weniger Aufwand bei Planung, Bau, Zertifizierung und Dokumentation und es macht die Inbetriebnahme sicherer, da alle Programmierungen und Einstellungen der Maschinen und des Elektroteils bereits im Werk vorgenommen werden.

In die Drehkolbengebläse ist aber noch viel mehr „Intelligenz“ eingebaut. Die breitbandig wirkende Schall- und Pulsationsdämmung sorgt für geräuscharmen Betrieb nicht nur der Maschine, sondern auch der Rohrleitung.

Der Gebläseblock mit dem bewährten Omega Rotorprofil bringt ein deutliches Plus an Betriebssicherheit und Verfügbarkeit. Er ermöglicht durch seine adaptive Verdichtung Einsparungen beim Energieverbrauch und durch seine überdurchschnittliche Lagerlebensdauer auch bei der Instandhaltung.

Dank platzsparender Anordnung der Bauteile kommen die Maschinen mit sehr wenig Stellfläche aus. Sie sind zudem so konzipiert, dass alle Wartungsarbeiten von der Anlagen-Vorderseite aus durchgeführt werden können. Somit ist es bei den Versionen mit Stern-Dreieck-Starter möglich, mehrere Gebläse platzsparend direkt nebeneinander aufzustellen. Komponenten wie etwa Regelventile und Ausblaseschalldämpfer, die sonst außerhalb der Anlage installiert werden müssten, sind bereits enthalten.

Sigma Control 2 als eingebaute Steuerung erlaubt die einfache Auswahl der jeweiligen Betriebsart des Gebläses wie zum Beispiel Drehzahlfernsteuerung oder Druckregelung per Knopfdruck. Die für den sicheren Betrieb des Gebläses relevanten Leistungsparameter werden durch Sensorik überwacht und entsprechende Warn- oder Störmeldungen generiert. Durch die optionale Kommunikation über Datenbus (mehrere verschiedene Datenbussysteme anbindbar) kann der jeweilige Betriebszustand ausgelesen werden und eine Fernsteuerung der Maschine erfolgen.

Die Kosten während des Betriebs hängen aber nicht nur von der Effizienz und Zuverlässigkeit der einzelnen Komponenten einer Gebläsestation ab. Vielmehr spielen dabei weitere Faktoren eine wichtige Rolle. Dazu zählen der tatsächliche Druck- und Luftmengenbedarf, die richtige Auswahl und Abstimmung der Gebläse und ihrer Antriebssysteme und die bedarfsgerechte Steuerung im Verbundbetrieb. Hier bietet die „Analyse der Druckluftauslastung“ (ADA) wertvolle Unterstützung: Damit lässt sich ermitteln wie der Druckluftbedarf im Zeitverlauf aussieht, wie wirtschaftlich eine Gebläsestation arbeitet und inwiefern sich ihre Verfügbarkeit und Effizienz noch erhöhen lässt. Ein weiteres wichtiges Instrument ist das „Kaeser-Energie-Spar-System“ (KESS). Mit dieser Planungssoftware können verschiedene Systemvarianten simuliert, miteinander verglichen und Einsparpotentiale ermittelt werden. Hinsichtlich der Lebenszykluskosten einzelner Gebläse wie ganzer Stationen ist es auch unerlässlich, sich vorab Klarheit über die Wartungs- und Instandhaltungskosten zu verschaffen. Dies erfordert jedoch fundiertes Know-how in puncto Planung und Bau von Verdichterstationen.

Mit der Entscheidung für Kaeser profitieren Planer und Betreiber nicht nur von den Vorteilen der Gebläsegeneration, sie können auch das Hersteller-Know-how in puncto Planung und Optimierung nutzen und so die Gesamteffizienz des geplanten oder vorhandenen Druckluftsystems deutlich erhöhen.

Abdruck frei, Beleg erbeten

Druckluft effizient und platzsparend erzeugen

Wer Druckluft in einem kleineren Betrieb mit beengten Platzverhältnissen oder in einem größeren Betrieb dezentral erzeugen will, kann dies heute auf sehr effiziente und umweltschonende Weise tun. Die Aircenter-Kompaktanlagen sind genau für diese Anforderungen ausgelegt. Auf minimaler Stellfläche erzeugen sie 0,34 bis 2,7 m³ Druckluft pro Minute energiesparend und geräuscharm, bereiten sie anwendungsgerecht auf und speichern sie.

Herausragende Merkmale aller Aircenter-Anlagen sind ihr geringer Platzbedarf von etwa einem Quadratmeter und ihre hohe Effizienz. Das Herzstück der beiden größten Modelle Aircenter 22 (11 kW) und Aircenter 25 (15 kW) ist jeweils ein besonders leistungsfähiger und energiesparender Schraubenkompressor der optimierten SK-Baureihe. Mit einem maximalen Volumenstrom von 2,7 m³/min erzeugen die SK-Modelle bis zu 11 bzw. 14 Prozent mehr Druckluft als ihre Vorgänger. Erreicht wurde diese gesteigerte Leistungsfähigkeit durch Optimieren des Kompressorblocks und Minimieren interner Druckverluste. Damit einher geht eine Verringerung des spezifischen Leistungsbedarfs um bis zu fünf Prozent. Zusätzliche Energieersparnis bringt der Einsatz hocheffizienter Premium-Efficiency-Motoren (IE3), das sind Elektromotoren mit besonders hohem Wirkungsgrad. Ein weiterer wichtiger Effizienz-Baustein ist die serienmäßige Ausstattung mit der kommunikationsfähigen Steuerung Sigma Control 2. Sie ermöglicht nicht allein effiziente, genau am jeweiligen Druckluftverbrauch orientierte Steuerung und zuverlässige Betriebsüberwachung – variable Schnittstellen erhöhen zudem die Flexibilität, wenn es um die Anbindung an das energiesparende maschinenübergreifende Druckluft-Management-System Sigma Air Manager 4.0 geht. Dadurch sind die Anlagen auch fit für Industrie 4.0-Anwendungen, da die dafür erforderlichen Schnittstellen für die Anbindung an das Kaeser-Sigma Network serienmäßig vorhanden sind. Das integrierte RFID-Lesegerät erlaubt, den Service zu standardisieren, die Servicequalität deutlich zu erhöhen und professionell zu sichern.

Überzeugend ist auch der gut durchdachte, anwendergerechte Anlagenaufbau. Die linke Gehäusehaube lässt sich mit wenigen Handgriffen abnehmen und gibt den Blick frei auf die übersichtlich angeordneten Bauteile. Alle Wartungsstellen sind leicht zu erreichen. In geschlossenem Zustand gewährleistet das Gehäuse mit seiner schalldämmenden Auskleidung ein angenehmes, äußerst leises Betriebsgeräusch. Zudem dient das Gehäuse mit vier Ansaugöffnungen der getrennten Luftzufuhr für die Kühlung der Anlage, des Motors, des Schaltschranks und für die Kompressor-Ansaugluft. Das Kühlsystem arbeitet mit einem patentierten zweiflutigen Lüfter mit separaten Kühlluftströmen für Motor und Kompressor. Daraus resultieren optimale Kühlwirkung, niedrige Druckluft-Austrittstemperaturen, verringerte Geräuschemission und nicht zuletzt eine insgesamt effiziente Verdichtung der Luft.

Ein vom Kompressor thermisch abgeschirmter Kältetrockner sorgt für zuverlässig trockene Druckluft. Darüber hinaus kann die Luftqualität durch Filter (als Sonderausstattung) genau auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. Als Speicher dient ein untergebauter 350 l Druckluftbehälter. Da in manchen Fällen eine stufenlose Drehzahlregelung von Vorteil ist, stehen bei Aircenter 22 und Aircenter 25 auch Versionen mit Frequenzumrichter zur Auswahl.

Die kleineren Aircenter-Anlagen basieren auf Schraubenkompressoren der Baureihen Kaeser-SX oder -SM. Die verschiedenen Modelle decken Volumenströme von 0,34 bis 1,5 m³/min (bei 8 bar) ab. Auch diese Anlagen mit 200 oder 270 l Druckluftbehälter verrichten ihre Arbeit energieeffizient und ausgesprochen gehörschonend. Für Anwendungen mit höherem Druckbedarf stehen wie bei den beiden größten Modellen 11- und 15-bar-Versionen zur Verfügung. Das Modell Aircenter 12 ist auch mit Drehzahlregelung per Frequenzumrichter lieferbar.

Kompressor, Trockner und Druckluftbehälter werden von einem Gehäuse umschlossen und bilden optisch eine Einheit. Entsprechend dem Prinzip plug & work ist das Aircenter nach Anschluss an das Strom- und Druckluftnetz sofort einsatzbereit.

Abdruck frei, Beleg wäre schön

Energieeffizient, leise, platzsparend sowie sehr anwender- und servicefreundlich sind die Druckluft-Kompaktanlagen Aircenter (im Bild das Modell Aircenter 22). Die gesamte Baureihe deckt Volumenströme von 0,26 bis 2,7 m³/min ab.

Zukunftstechnik

Niederdruck 4.0

Gebläse intelligent und einfach steuern: Der Sigma Air Manager 4.0 ist die Lösung für die Automatisierung von Gebläsestationen. Das bringt nicht nur höchste Energieeffizienz und dadurch Kostenersparnis, sondern ermöglicht auch Fernsteuerung im Sinne von Industrie 4.0 bzw. Wasser 4.0.

Der Sigma Air Manager 4.0 ist das Herzstück einer Gebläsestation und die Schlüsseltechnik für die Nutzung zukünftiger Dienstleistungen im Sinne von Industrie 4.0. Als zentrale Intelligenz steuert er höchst effizient die einzelnen Maschinen und passt die Förderleistung perfekt an das Volumenstrombedarfsprofil an. Er braucht nur vom Prozessleitsystem den Sollwert des gewünschten Volumenstroms (Ansaug- oder Normzustand) oder Differenzdrucks und regelt dann alle Gebläse darauf ein. Mehrere Gebläse im Teillastbetrieb und eine ungleiche Betriebsstunden-Auslastung baugleicher Gebläse werden gezielt vermieden. In Sekundenschnelle analysiert er Betriebsdaten, simuliert mögliche Maschinenkombinationen und wählt dann diejenige aus, die im Rahmen des möglichen Schaltverhaltens der Gebläse am effizientesten ist. Das Ergebnis: Energieeffizienz in bislang nicht gekanntem Umfang bei möglichst stabilem Betrieb der Gebläse. Der Schlüssel hierzu sind besondere Algorithmen in puncto Volumenstromsteuerung und Druckregelung, die gezielt für das Betriebsverhalten von Maschinen und Prozessen im Niederdruck entwickelt wurden.

Aus dem Prozess werden Betriebsdaten in Echtzeit gewonnen, ausgewertet und übertragen. Diese können sowohl für ein Energiemanagement nach ISO 50001 und DWA-A 216 genutzt werden als auch für Predictive Maintenance, um potenzielle Störungen frühestmöglich vorauszusehen und ihnen durch rechtzeitiges Eingreifen zuvorzukommen.

SAM 4.0 kann in 30 Sprachen kommunizieren und das einfach zu bedienende 12-Zoll-Touch-Screen Farbdisplay zeigt auf einem Blick sofort, ob sich die Station energetisch im „grünen Bereich“ befindet. Betriebszustände, Druckverlauf, Liefermenge und Leistung sowie Wartungs- und eventuelle Störmeldungen für den aktuellen Zeitpunkt und natürlich auch die Datenhistorie können spielend leicht angezeigt und analysiert werden - nicht nur vor Ort, sondern dank einer Netzwerkverbindung auch bequem vom PC im Büro oder von anderer Stelle aus.

Die übergeordnete Steuerung Sigma Air Manager 4.0 für Gebläse ist speziell für Zentralvakuum-Stationen interessant.