Druckluft-Fachbuch › Kapitel 6: Kompressorraum & Installation › IE-Klassen
Kapitel 6 · Thema 6.13
Wirkungsgrade von Elektromotoren: Was IE3, IE4 und IE5 beim Kompressor bringen
Ein Kompressor läuft oft mehrere tausend Stunden im Jahr. Darum zählt jedes Prozent Wirkungsgrad des Motors. Die IE-Klassen (International Efficiency) teilen Elektromotoren nach ihrem Wirkungsgrad ein, von IE1 bis IE5. In der EU gilt seit 2021 für die meisten Drehstrommotoren mindestens IE3, seit 2023 für Motoren von 75 bis 200 kW mindestens IE4. Ein Prozent mehr Wirkungsgrad klingt wenig, bringt bei einem 90-kW-Kompressor im Dauerbetrieb aber schnell über tausend Euro im Jahr.
Was in der EU gilt
| Seit | Motoren | Mindestens |
|---|---|---|
| 1. Juli 2021 | Drehstrommotoren 0,75 bis 1.000 kW, 2- bis 8-polig | IE3 |
| 1. Juli 2021 | Drehstrommotoren 0,12 bis unter 0,75 kW | IE2 |
| 1. Juli 2023 | Drehstrommotoren 75 bis 200 kW, 2-, 4- und 6-polig | IE4 |
| 1. Juli 2021 | Frequenzumrichter 0,12 bis 1.000 kW | IE2 (Klasse für Umrichter) |
Mindestwirkungsgrade für 4-polige Motoren
| Leistung | IE2 | IE3 | IE4 |
|---|---|---|---|
| 7,5 kW | 88,7 % | 90,4 % | 92,6 % |
| 11 kW | 89,8 % | 91,4 % | 93,3 % |
| 22 kW | 91,6 % | 93,0 % | 94,5 % |
| 37 kW | 92,7 % | 93,9 % | 95,2 % |
| 55 kW | 93,5 % | 94,6 % | 95,7 % |
| 90 kW | 94,2 % | 95,2 % | 96,1 % |
| 160 kW | 94,9 % | 95,8 % | 96,6 % |
Warum der Motorwirkungsgrad so viel ausmacht
Der Wirkungsgrad sagt, wie viel der aufgenommenen elektrischen Leistung an der Welle ankommt. Der Rest wird zu Wärme im Motor. Auf dem Typenschild steht immer die Wellenleistung. Ein 90-kW-Motor mit 95,2 % Wirkungsgrad nimmt also rund 94,5 kW aus dem Netz auf, mit 96,1 % nur rund 93,7 kW. Der Unterschied von knapp 0,9 kW fällt in jeder Betriebsstunde an. Bei Kompressoren, die viele Stunden im Jahr laufen, sind die Stromkosten über die Lebensdauer ein Vielfaches des Kaufpreises.
Über IE4 hinaus: IE5 und neue Motorbauarten
In drehzahlgeregelten Kompressoren sind seit einigen Jahren Motoren Stand der Technik, die noch über IE4 hinausgehen, zum Beispiel Permanentmagnet- oder Synchron-Reluktanzmotoren bis zur Klasse IE5. Sie arbeiten zusammen mit dem Frequenzumrichter und erreichen auch im Teillastbereich gute Wirkungsgrade.
Alter Kompressor: Motor tauschen oder neuer Kompressor?
Hat ein älterer Kompressor einen IE1- oder IE2-Motor, liegt der Gedanke an einen Motortausch nahe. Meist lohnt sich aber ein neuer Kompressor. Dafür gibt es oft Förderprogramme. Dazu kommt: Nicht nur der Motor ist in die Jahre gekommen, sondern alle Bauteile des Kompressors. Neue Kompressoren sind in der Regel insgesamt effizienter, nicht nur durch den Motor. Oft wurde auch die Verdichterstufe überarbeitet oder das Kühlsystem verbessert, alles, was den Kompressor wirtschaftlicher macht.
Was passiert, wenn es falsch gemacht wird?
| Typischer Fehler | Folge |
|---|---|
| Beim Kauf nur auf den Preis geachtet | Die Mehrkosten für einen besseren Motor sind oft schnell wieder eingespart, die Stromkosten laufen dagegen jahrelang weiter. |
| Nur den Motor eines alten Kompressors getauscht | Stufe, Kühlung und Regelung bleiben alt. Die Ersparnis ist kleiner als bei einem neuen Kompressor. |
| Motor zu groß gewählt | Er läuft im Teillastbereich mit schlechterem Wirkungsgrad, braucht größere Sicherungen und einen höheren Anlaufstrom. |
| Motor zu klein gewählt | Überlastung, Überhitzung und Ausfälle. |
| Förderprogramme nicht geprüft | Zuschüsse für effizientere Anlagen bleiben ungenutzt. |
So rechnest du: Was bringt ein besserer Motor?
Worauf du außerdem achten solltest
Spezifische Leistung
Wie effizient der ganze Kompressor ist, nicht nur der Motor.
→ Spezifische LeistungPraxistipp
Bei einem alten Kompressor nicht nur auf den Motor schauen. Rechne lieber den ganzen Kompressor gegen einen neuen: spezifische Leistung, Regelung, Wartungskosten. Und prüf vor dem Kauf, welche Förderprogramme es gerade gibt. Oft rechnet sich der neue Kompressor dadurch deutlich schneller.
Häufige Fragen
Welche IE-Klasse ist für Motoren vorgeschrieben?
In der EU seit 1. Juli 2021 mindestens IE3 für Drehstrommotoren von 0,75 bis 1.000 kW, seit 1. Juli 2023 mindestens IE4 für Motoren von 75 bis 200 kW (2-, 4- und 6-polig).
Wie viel spart ein IE4-Motor gegenüber IE3?
Bei einem 90-kW-Motor mit 6.000 Stunden im Jahr rund 5.300 kWh, bei 0,20 €/kWh also rund 1.060 € im Jahr.
Lohnt sich ein Motortausch am alten Kompressor?
Meist lohnt sich eher ein neuer Kompressor. Nicht nur der Motor ist alt, auch Verdichterstufe und Kühlsystem sind bei neuen Kompressoren oft verbessert, und es gibt häufig Förderprogramme.
Was ist ein IE5-Motor?
Ein Motor mit noch höherem Wirkungsgrad als IE4, zum Beispiel ein Permanentmagnet- oder Synchron-Reluktanzmotor. In drehzahlgeregelten Kompressoren ist er seit einigen Jahren Stand der Technik.
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
