Wie hoch ist in der Regel der thermische Wirkungsgrad eines Kompressors?

Bei der thermischen Effizienz von Druckluftkompressoren gilt es zunächst, die Begriffe klar zu unterscheiden.

Der Luftkompressor ist kein Wärmekraftmaschine im herkömmlichen Sinne; er nutzt allein…WärmewirkungsgradDie Beschreibung ist nicht ganz zutreffend. In der Praxis wird häufiger betrachtet…Adiabatische Effizienz,Isothermische Effizienz,VolumenwirkungsgradundSpezifische LeistungWenn man sich auf das Verhältnis zwischen der in elektrische Energie umgewandelten Leistung und der tatsächlich in komprimierte Luft umgesetzten Arbeit konzentriert, ist im Allgemeinen von der Kompressionswirkungsgrad auszugehen, nicht von einem thermischen Wirkungsgrad im Sinne eines Kessels oder Motors.

Allgemein als Referenz dienender Effizienzbereich

• Komprimierung der Host-Effizienz:Bei gängigen Maschinentypen liegt die Kompressionswirkungsgrad unter normalen Betriebsbedingungen meist im Bereich von etwa 60 % bis 85 %; die genaue Höhe hängt von der Bauweise, dem Druckverhältnis, der Drehzahl sowie der Kühlung ab.
• Motoreffizienz:Der Wirkungsgrad des Motors liegt in der Regel über dem des Kompressionsabschnitts, variiert jedoch in Abhängigkeit von der Lastkennzahl und der Effizienzklasse.
• Wärmerückgewinnungs‑Effizienz:Bezüglich der Abwärmenutzung gilt: Ein erheblicher Teil der zugeführten Energie eines Druckluftkompressors geht in Form von Wärme verloren; der nutzbare Anteil hängt von der Auslegung des Wärmetauschers sowie der Öl‑ und Luftführung ab und ist anhand von Messdaten zu bewerten.

Kritische Faktoren, die die Effizienz beeinflussen

• Je höher der Einstellwert des Abgasdrucks, desto größer ist in der Regel der Verdichtungsarbeitverbrauch.
• Eine zu hohe Ansauglufttemperatur oder eine unzureichende Kühlung verringern den Wirkungsgrad.
• Leckagen im Leitungsnetz und übermäßige Druckabfälle führen zu steigenden tatsächlichen Gasnutzungskosten.
• Eine längere Nichtwartung führt zu Verstopfungen des Filters, zur Verschlechterung der Ölqualität und zum Verschleiß der Ventile, was zusätzliche Verluste verursacht.
• Bei starken Lastschwankungen kann ein häufiges Ein- und Ausschalten die Gesamteffizienz des Systems verringern.

Wie lässt sich genauer beurteilen?

Bei der Beurteilung, ob ein Druckluftkompressor effizient ist, darf man sich nicht allein auf einen rein theoretischen Wirkungsgrad beschränken; empfohlen wird, dies in Verbindung mit … zu betrachten.Spezifische LeistungEine umfassende Bewertung erfolgt anhand des Betriebsstroms, der Abgastemperatur, der Beladungszeit sowie des spezifischen Stromverbrauchs pro Einheit erzeugtem Gas. Ist das Ziel eine energetische Sanierung oder die Nutzung von Abwärme, sollte zunächst der tatsächliche Gasverbrauchsverlauf erfasst und anschließend entsprechend den Druck‑, Durchfluss‑ und Temperaturbedingungen ein geeignetes Konzept ausgewählt werden.