Druckluft-Fachbuch › Kapitel 3: Steuerung & Regelung › Regelungsarten
Kapitel 3 · Thema 3.1
Regelungsarten von Kompressoren: Wie dein Kompressor auf den Bedarf reagiert
Der Druckluftbedarf schwankt ständig: Maschinen starten, Schichten wechseln, nachts läuft wenig. Die Regelung entscheidet, wie dein Kompressor darauf reagiert. Ob er abschaltet, im Leerlauf weiterläuft oder seine Drehzahl anpasst, macht über das Jahr einen großen Unterschied bei den Stromkosten.
Die Regelungsarten auf einen Blick
| Regelungsart | So funktioniert's | Typisch für | Worauf achten? |
|---|---|---|---|
| Aussetzregelung Last ↔ Stillstand | Der Kompressor pumpt den Behälter auf, schaltet ab und startet wieder, wenn der Druck gefallen ist. Breites Druckband, zum Beispiel ein bei 8 bar, aus bei 10 bar. | kleine Kolbenkompressoren, wie man sie aus dem Baumarkt kennt | Kleine Motoren vertragen viele Starts. Aber keine Dauerlast: Erreicht der Kompressor seinen Ausschaltdruck nie, läuft er sich kaputt. |
| Leerlaufregelung Last ↔ Leerlauf | Ist der Druck erreicht, saugt der Kompressor keine Luft mehr an, Motor und Verdichterstufe drehen aber weiter. | ungeregelte Schraubenkompressoren | Im Leerlauf braucht er bis zu 30 % seiner Leistung, ohne Luft zu liefern. |
| Verzögerte Aussetzregelung Last → Leerlauf → Stillstand | Wie die Leerlaufregelung, nur schaltet der Kompressor nach einer Weile im Leerlauf ganz ab. | die meisten Schraubenkompressoren | Große Motoren dürfen nur wenige Male pro Stunde starten, ein 200-kW-Motor zum Beispiel 4-mal. Sind die Starts verbraucht, bleibt er im Leerlauf, im Extremfall eine halbe Stunde. |
| Ansaugdrosselung | Die Ansaugluft wird gedrosselt, der Kompressor liefert weniger. | einfache Teillastregelung | Nur bedingt wirtschaftlich: kleiner Regelbereich, und die spezifische Leistung wird schlechter. |
| Drehzahlregelung | Ein Frequenzumrichter passt die Drehzahl und damit die Liefermenge dem Bedarf an. | meist Schraubenkompressoren | Regelbereich je nach Hersteller und Modell sehr unterschiedlich. Etwas Mehrverbrauch durch den Frequenzumrichter, bei guten Kompressoren kaum spürbar. |
Warum ein breites Druckband kein Allheilmittel ist
Bei Leerlaufregelung hilft ein breiteres Druckband und ein größerer Behälter: Der Kompressor läuft länger am Stück und steht dafür auch länger still. Der Haken: Der untere Einschaltdruck muss so hoch sein, dass alle Verbraucher sicher versorgt sind. Ein breiteres Druckband lässt sich deshalb nur nach oben verschieben. Du verdichtest höher, als du brauchst, und jedes bar mehr kostet 6–8 % mehr Energie, und das im Dauerbetrieb.
Weniger Leerlauf auf der einen Seite, dauerhaft höhere Kosten auf der anderen: Hier muss das richtige Maß gefunden werden, und das macht die Einstellung oft nicht leicht.
Der Vorteil der Drehzahlregelung: Sie muss nicht überverdichten. Der Netzdruck bleibt stabil, und der Kompressor liefert genau das, was gebraucht wird. Diese Einsparung überwiegt den etwas höheren Verbrauch durch den Frequenzumrichter.
Was passiert, wenn die Regelung nicht zum Bedarf passt?
- Viel Leerlauf: Der Kompressor liefert nichts, verbraucht aber bis zu 30 % Energie. Die spezifische Leistung ist in diesem Moment unendlich schlecht.
- Überverdichtung: Das Druckband wird nach oben verbreitert, jedes bar kostet 6–8 % mehr Energie.
- Zu viele Starts: Der Motor erreicht seine zulässigen Schaltspiele und bleibt im Leerlauf hängen.
- Dauerlast am Kolbenkompressor: Er erreicht seinen Ausschaltdruck nie und verschleißt schnell.
Bewährte Konzepte für größere Anlagen
Drehzahlgeregelt oben, Last-Leerlauf unten
Ein drehzahlgeregelter Kompressor mit großem Regelbereich übernimmt die Schwankungen. Darunter decken Kompressoren mit Last-Leerlauf-Regelung die Grundlast ab, denn im Dauerbetrieb sind sie effizienter. So fährst du ein schmales Druckband mit effizienten Grundlastmaschinen. Voraussetzung: Das System ist richtig ausgelegt, und Grund-, Mittel- und Spitzenlast verschieben sich nicht.
Stark schwankender Bedarf: nur drehzahlgeregelt
Schwankt die Abnahme dauerhaft stark, setzt man besser nur drehzahlgeregelte Kompressoren ein. Egal welche Variante: Immer gehört eine übergeordnete Steuerung dazu, damit das Ganze effizient läuft.
Schaltdifferenz: individuell einstellen
Welche Ein- und Ausschaltdrücke die richtigen sind, muss für jede Anlage individuell geklärt werden. Ist alles gut aufeinander abgestimmt, können 0,3 bar reichen. Schalten die Kompressoren dabei zu häufig, hilft nur ein breiteres Druckband, mit den Mehrkosten von oben. Mehr dazu in Thema 3.6.
Grundlast, Mittellast, Spitzenlast: deine Abstufung prüfen
Ob deine Kompressoren zum Bedarf passen, erkennst du nur mit einer Messung deines Druckluftverbrauchs, zum Beispiel über eine Woche. Aus der Verbrauchskurve liest du drei Bereiche ab:
| Bereich | Was ist das? |
|---|---|
| Grundlast | Der Verbrauch, der über die Woche nie unterschritten wird. Wochenenden mit wenig oder keiner Arbeit lässt du dabei zunächst außen vor. |
| Mittellast | Der Bereich, in dem die Anlage die meiste Zeit läuft, ohne die Ausreißer nach oben. Hier findet die Regelung die meiste Zeit statt. |
| Spitzenlast | Echte Spitzen: zum Beispiel 2- oder 3-mal pro Woche für kurze Zeit oder mehrmals am Tag für ein paar Sekunden, wenn Maschinen starten oder plötzlich etwas abgeblasen wird. |
Spitzen müssen abgedeckt werden. Bei sehr kurzen Spitzen von wenigen Sekunden helfen mehr Puffervolumen oder ein etwas breiteres Druckband. Bei länger anhaltenden Spitzen muss für diesen Bereich gegebenenfalls ein weiterer Kompressor vorgehalten werden.
Mit dem Regeldiagramm trägst du deine drei Lastbereiche und deine Kompressoren ein und siehst sofort, welche Liefermengen lückenlos abgedeckt sind und wo Regellücken entstehen. KMF steht für einen Kompressor mit fester Drehzahl, KMD für einen drehzahlgeregelten. Die Farben bei Kompressoren mit fester Drehzahl zeigen, wie weit der Bedarf unter ihrer Liefermenge liegt: grün bis 15 %, orange 16–50 %, rot ab 51 %. Je größer der Abstand, desto mehr Leerlauf.
