Berechnungsformel für die Leerlaufquote eines Druckluftkompressors

Was ist die Leerlaufdrehzahl eines Druckluftkompressors?

Die Leerlaufquote eines Druckluftkompressors dient in der Regel dazu, den Anteil des Betriebszustands zu erfassen, in dem das Aggregat zwar weiterhin läuft, jedoch keine oder nur eine geringe Luftmenge erzeugt. Leerlauf kann unter anderem im Entlastungsbetrieb, bei niedrigfrequentem Leerlauf sowie im Standby‑Druckhaltebetrieb auftreten; die konkrete Beurteilung ist entsprechend der jeweiligen Anlagensteuerungsart und der vor Ort geltenden Erfassungskriterien vorzunehmen.

Leerlaufquote nach Laufzeit berechnen

Formel:Leerlaufquote = Leerlaufzeit ÷ Gesamtbetriebszeit × 100%

Wenn die Gesamtbetriebszeit sich aus der Belastungszeit und der Leerlaufzeit zusammensetzt, lässt sich die Formel auch wie folgt schreiben:

Leerlaufquote = Leerlaufzeit ÷ (Belastungszeit + Leerlaufzeit) × 100%

• Leerlaufzeit: Die Zeit, in der die Anlage innerhalb des statistischen Zeitraums ohne Last oder unter Last betrieben wird.
• Ladezeit: Die Zeit, in der das Aggregat innerhalb des statistischen Zeitraums unter Last betrieben wurde.
• Gesamtbetriebszeit: Je nach Verwaltungsbedarf kann die Gesamtbetriebszeit ausschließlich die Lade‑ und Leerlaufzeiten umfassen oder auch Zustände wie Standby und Spülvorgänge einschließen; die jeweiligen Erfassungskriterien sind jedoch durchgängig einheitlich zu gestalten.

Schätzung der Leerlaufverluste anhand des Energieverbrauchsanteils

Wenn das Augenmerk auf die Energieverschwendung gerichtet ist, lässt sich der Anteil des Leerlaufverbrauchs weiter quantifizieren:

Leerlaufenergieverbrauchsrate = (Leerlaufleistung × Leerlaufzeit) ÷ (Lastleistung × Lastzeit + Leerlaufleistung × Leerlaufzeit) × 100%

Diese Formel erfordert die Ermittlung der Belastungsleistung sowie der Leerlaufleistung. Die Leistungsdaten können mithilfe eines Stromzählers, eines Leistungsüberwachungsmoduls oder aus den Betriebsaufzeichnungen des Geräts gewonnen werden; es wird nicht empfohlen, unverifizierte Erfahrungswerte unmittelbar anzuwenden.

Berechnungsbeispiel

Angenommen, innerhalb eines bestimmten statistischen Zeitraums beträgt die Laufzeit des Kompressors im Belastungsbetrieb 90 Minuten und die Leerlaufzeit 30 Minuten; dann ergibt sich nach der Zeitberechnung:

Leerlaufquote = 30 ÷ (90 + 30) × 100% = 25%

Dieses Ergebnis zeigt, dass im betrachteten Zeitraum etwa ein Viertel der Betriebszeit im Leerlauf oder im Entlastungszustand verbracht wurde. Zur Abschätzung des Energieeinsparpotenzials sind zudem die Leerlaufleistung, die Schwankungen beim Gasverbrauch sowie die Anforderungen an den Systemdruck zu berücksichtigen.

Datenbeschaffung und Hinweise zur Beachtung

• Der statistische Erfassungszeitraum sollte repräsentativ sein, beispielsweise eine Schicht, ein Tag oder ein vollständiger Produktionszyklus.
• Es ist zwischen normalem Leerlauf und abnormalem Leerlauf zu unterscheiden, etwa bei häufigen Ein‑ und Ausschaltvorgängen, die durch einen zu geringen Luftverbrauch, eine falsche Druckeinstellung oder Leckagen in der Rohrleitung verursacht werden.
• Die Bezeichnungen für den Leerlaufzustand können je nach Modell variieren; die Zuordnung sollte anhand der jeweiligen Betriebsanweisung des Geräts vorgenommen werden.
• Bei der parallelen Betreibung mehrerer Druckluftkompressoren empfiehlt es sich, die Leerlaufquote jeder einzelnen Maschine separat zu ermitteln und anschließend unter Berücksichtigung des Hauptleitungsdrucks sowie des Gesamtluftverbrauchs zu analysieren.

Optimierungsrichtung bei zu hohen Leerlaufquoten

• Prüfen Sie, ob die Einstellungen für den Auf‑ und Abbaudruck zu großzügig bemessen sind, um häufige Entlastungen zu vermeiden.
• Überprüfen Sie die Druckluftleitungen auf Leckagen, prüfen Sie auf innere Undichtigkeiten der Ventile und stellen Sie sicher, dass die Entlüftungsstellen des Verbrauchers ordnungsgemäß ausgeführt sind.
• Bewerten Sie die Unterschiede zwischen Spitzen- und Tiefenlastzeiten des Gasverbrauchs und passen Sie gegebenenfalls die Anzahl der in Betrieb befindlichen Anlagen oder die Betriebszeiten an.
• Prüfen Sie, ob das Speichervolumen und die Druckregelstrategie den Schwankungen des Gasverbrauchs entsprechen.
• Für Betriebsszenarien mit mehreren Anlagen können eine einheitliche Regelung oder eine Gruppensteuerungsstrategie in Erwägung gezogen werden, um das langfristige Leerlaufen einzelner Maschinen zu reduzieren.