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Kapitel 2 · Thema 2.8
Drehzahlgeregelte Kompressoren: Wann sie sich lohnen und woran du gute erkennst
Ein drehzahlgeregelter Kompressor passt seine Drehzahl über einen Frequenzumrichter dem Bedarf an. Er liefert genau so viel Luft, wie gerade gebraucht wird. Das bedeutet: keine Überverdichtung, ein stabiler Netzdruck und kein Leerlauf. Er ist teurer in der Anschaffung, aber weil der Strom der größte Kostenfaktor ist, holt er das bei schwankendem Bedarf schnell wieder rein.
Die Richtwerte auf einen Blick
| Punkt | Richtwert | Warum? |
|---|---|---|
| Wann er sich lohnt | schwankender Bedarf | Keine Überverdichtung, stabiler Druck, kein Leerlauf. Die Mehrkosten in der Anschaffung kompensieren sich schnell. |
| Wann nicht | konstante Volllast | Läuft der Kompressor ohnehin immer voll, etwa an einer Strahlanlage, bringt die Drehzahlregelung nichts. |
| Mehrverbrauch bei Volllast | ca. 3–5 % | Der Frequenzumrichter hat eigene Verluste. Bei modernen, guten Kompressoren ist der Unterschied oft gering. |
| Regelbereich im Verbund | ≥ größter Kompressor mit fester Drehzahl | Am besten etwas größer, sonst entstehen Regellücken beim Zu- und Abschalten. |
| Mehrere drehzahlgeregelte Kompressoren | bei schwankendem Bedarf sinnvoll | Anlagen mit drei sind oft Standard: zwei sorgen für den Betrieb ohne Regellücke, der dritte ist Reserve. Die Steuerung wechselt sie durch, damit alle gleich ausgelastet sind. |
Gut oder Mogelpackung: Auf die Kennlinie kommt es an
Ein Kompressor mit fester Drehzahl hat im Lastlauf immer etwa dieselbe spezifische Leistung. Ein drehzahlgeregelter hat eine Kennlinie: Im niedrigen Drehzahlbereich ist er meist schlechter, im mittleren Bereich meist richtig gut, und zum oberen Ende hin wird der Wirkungsgrad wieder schlechter. Zwischen den Anbietern gibt es dabei erhebliche Unterschiede:
| Gute drehzahlgeregelte Kompressoren | Schlechte drehzahlgeregelte Kompressoren |
|---|---|
| großer, durchgängiger Regelbereich | kleiner Regelbereich, oft mit Regellücken |
| flache Kennlinie | ausgeprägte „Badewannenkurve“ |
| schalten bei geringem Bedarf ab und starten sanft wieder | gehen zum Teil in den Leerlauf |
Lass dir vom Anbieter immer schriftlich geben:
- Wie groß ist der gesamte Regelbereich?
- Gibt es Regellücken, die überfahren werden?
- Geht der Kompressor in den Leerlauf, oder schaltet er direkt ab?
- Leistungsaufnahme und Liefermenge abgestuft bei 100 %, 90 %, 80 %, 70 % … bis zur kleinsten Drehzahl.
Nur so erkennst du, ob du einen wirklich guten drehzahlgeregelten Kompressor vor dir hast oder eine Mogelpackung mit vorgeschaltetem Frequenzumrichter.
Der drehzahlgeregelte Kompressor im Verbund
In größeren Anlagen ist er meist das Herzstück: Er übernimmt die Schwankungen, während Kompressoren mit Last-Leerlauf-Regelung die Grundlast in Volllast fahren, denn dort sind sie effizienter. Erreicht der drehzahlgeregelte Kompressor etwa 95 %, schaltet die übergeordnete Steuerung den nächsten Kompressor dazu, und er regelt wieder herunter. Damit das ohne Lücke funktioniert, muss sein Regelbereich mindestens so groß wie der größte Kompressor mit fester Drehzahl sein, besser etwas größer.
Zwei drehzahlgeregelte Kompressoren parallel ergeben einen sehr großen Regelbereich und bieten zugleich Redundanz.
Was passiert, wenn …?
- … der Regelbereich zu klein ist? Beim Zu- und Abschalten anderer Kompressoren entstehen Regellücken. Der Druck schwankt, und Kompressoren laufen unnötig im Leerlauf.
- … der Kompressor eine Badewannenkurve hat? Er arbeitet nur in einem schmalen Bereich effizient, und im Rest verschenkst du Energie.
- … er bei konstanter Volllast läuft? Du zahlst 3–5 % Mehrverbrauch für eine Regelung, die du nicht brauchst.
Bonus: kein Stromstoß beim Anlauf
Drehzahlgeregelte Kompressoren starten weich über den Frequenzumrichter. Große Kompressoren ziehen beim direkten Anlauf sonst kurzzeitig ein Vielfaches ihres Nennstroms: Ein 200-kW-Kompressor mit dem vierfachen Nennstrom verursacht eine kurze Spitze von rund 800 kW. Auch wenn sie nur Sekunden dauert, muss der Netzbetreiber diese Leistung bereitstellen, und das kostet Geld.
Frequenzumrichter haben auch Nebenwirkungen auf das Stromnetz und die Motorlager. Das behandeln wir in eigenen Themen: Netzrückwirkungen (folgt) und Motorlagerschäden bei Frequenzumrichtern (folgt).
So rechnest du, ob sich die Drehzahlregelung lohnt
Der Rechner vergleicht einen Kompressor mit Last-Leerlauf-Regelung mit einem gleich großen drehzahlgeregelten bei deinem durchschnittlichen Bedarf.
Worauf du außerdem achten solltest
Übergeordnete Steuerung
Erst mit einer guten Steuerung spielt der drehzahlgeregelte Kompressor im Verbund seine Stärken aus.
→ Übergeordnete KompressorsteuerungAbstufung prüfen
Mit dem Regeldiagramm siehst du, ob Regelbereich und Kompressorgrößen zusammenpassen.
→ Regelungsarten und RegeldiagrammAngebote richtig vergleichen
Spezifische Leistung, ISO 1217 und Gesamtleistungsaufnahme an der Klemme.
→ Spezifische LeistungAnlaufverfahren
Stern-Dreieck, Sanftanlauf oder Frequenzumrichter: was beim Start passiert.
→ Anlaufverfahren im Vergleich (folgt)Praxistipp
Kauf keinen drehzahlgeregelten Kompressor nach Prospekt. Lass dir die Werte in 10-%-Schritten geben und schau, wie groß der Regelbereich wirklich ist, ob es Lücken gibt und ob er abschaltet statt in den Leerlauf zu gehen. Die guten haben eine flache Kurve, die schlechten eine Badewanne.
Häufige Fragen
Wann lohnt sich ein drehzahlgeregelter Kompressor?
Immer dann, wenn der Bedarf schwankt. Er vermeidet Überverdichtung und Leerlauf und hält den Netzdruck stabil. Bei konstanter Volllast, zum Beispiel an einer Strahlanlage, lohnt er sich nicht.
Wie groß muss der Regelbereich im Verbund sein?
Mindestens so groß wie der größte Kompressor mit fester Drehzahl, besser etwas größer. Sonst entstehen beim Zu- und Abschalten Regellücken.
Verbraucht ein drehzahlgeregelter Kompressor mehr Strom?
Bei Volllast etwa 3 bis 5 % mehr, wegen der Verluste im Frequenzumrichter. Bei modernen, guten Kompressoren ist der Unterschied oft gering. Bei schwankendem Bedarf überwiegt die Einsparung durch weniger Überverdichtung und keinen Leerlauf deutlich.
Roland Rau, Sachverständiger für Druckluft-Gesamtanlagen inkl. Peripherie (zertifiziert nach DIN EN ISO/IEC 17024), Geschäftsführer der Roland Rau Air-Expert GmbH. Mehr zum Autor
