IE3-Motor IE3-Motoren in Kompressoren unterstützen energiesparende Druckluftbereitstellung

Autor / Redakteur: Thomas Horn / Ute Drescher

Schraubenkompressoren sind die Lastpferde in der Industrie. Entsprechend leistungsfähig und effizient sollten sie sein, um eine kostengünstige Drucklufterzeugung zu gewährleisten. Kaeser Kompressoren gehört technologisch zu den Marktführern dieser Branche. Ein Grund dafür ist, dass sich das Unternehmen von Anfang an der Entwicklung und dem Bau energiesparender Lösungen verschrieben hat. Mit der flächendeckenden Ausrüstung nahezu aller Kompressoren und Drehkolbengebläse mit IE3-Energiesparmotoren untermauert der Hersteller seinen Fokus auf Energieeffizienz.

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Kaeser Kompressoren setzt bei seinen Systemen auf moderne Technologie. Dabei dreht sich alles um Verfügbarkeit und Energieeffizienz. Aus diesem Grund sind nahezu alle Lösungen mit IE3-Motoren von Siemens ausgerüstet.
Kaeser Kompressoren setzt bei seinen Systemen auf moderne Technologie. Dabei dreht sich alles um Verfügbarkeit und Energieeffizienz. Aus diesem Grund sind nahezu alle Lösungen mit IE3-Motoren von Siemens ausgerüstet.
(Bild: Kaeser Kompressoren)

Mehr Druckluft mit weniger Energie“, lautet seit Jahrzehnten das klare Bekenntnis des Kompressorenherstellers Kaeser in Coburg. Das 1919 gegründete Familienunternehmen dokumentiert seit 1974 mit diesem Slogan, dass es sich bezüglich einer Steigerung der Energieeffizienz viele Gedanken macht und die dazugehörigen Verbesserungen umsetzt. Durch die Entwicklung des besonderen Sigma-Profils für die Rotoren in Schraubenkompressoren konnte der Energieverbrauch bei der Drucklufterzeugung damals bereits um bis zu 15 % gesenkt werden. „Der damit verbundene wirtschaftliche Erfolg förderte die Verpflichtung, uns den Wunsch nach energiesparenden Systemen auch künftig auf die Fahne zu schreiben“, erklärt Wolfgang Hartmann, Marketingleiter bei der Kaeser Kompressoren AG.

So hat das Unternehmen mit über 4.000 Mitarbeitern zum Beispiel bereits Mitte der 1990er-Jahre IPCs in seinen Schraubenkompressoren eingeführt, um sie noch besser steuern und dabei Grund- sowie Spitzenlasten innerhalb der Druckluftversorgung perfekt abbilden zu können. Mit dem übergeordneten Druckluftmanagementsystem SAM, welches auf IPC-Basis läuft, lassen sich bis zu 16 Kompressoren in einem Verbund optimal betreiben. „Unsere Energiesparziele, denen wir seit Jahrzehnten folgen, sind für uns global gesehen heute ein riesiger Wettbewerbsvorteil“, erklärt Dipl.-Ing. Erwin Ruppelt, Leiter Projektingenieure Drucklufttechnik bei Kaeser Kompressoren in Coburg.

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IE3-Motoren mit spürbarem Einsparpotenzial

Bei den neuesten Schraubenkompressorgenerationen konnte allein durch die Optimierung des Schraubenkompressorblocks eine Erhöhung der Energieeffizienz von bis zu 4 % erzielt werden. Dazu bewirkt das Aufrüsten aller Drehstrom-Asynchronmotoren in den Kompressoren im Leistungsbereich zwischen 5,5 und 315 kW von IE2 auf nunmehr IE3 eine Einsparung von bis zu 1,5 %. Dadurch hat das Unternehmen es geschafft, die spezifische Leistung, also den Energieverbrauch für die Erzeugung von 1 m³ Luft bei 7 bar Überdruck um bis zu 6 % zu senken. Mit dazu beigetragen haben die Simotics Energiesparmotoren von Siemens und natürlich die nicht unerheblichen Verbesserungen am Schraubenkompressorblock und im Gesamtsystem.

Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal des Unternehmens ist der so genannte 1:1-Antrieb, das heißt Motor und Schraubenkompressorblock haben die gleiche Drehzahl und sind nur mit einer Kupplung verbunden. Dies spart weitere Energie ein, zum Beispiel gegenüber Kompressoren, die zwischen Motor und Schraubenkompressorblock ein Getriebe einsetzen. Kompressoren mit Direktantrieb gibt es im Leistungsbereich von 18,5 bis 500 kW Antriebsleistung.

Was das bedeutet, erklärt Erwin Ruppelt: „Etwa 70 bis 90 % der Druckluftkosten entstehen durch den Energieverbrauch der Kompressoren und Aufbereitungsgeräte.“ Lediglich maximal 13 % fallen auf die eigentliche Investition in die Kompressorentechnik beziehungsweise 5 % für die Aufbereitungstechnik. „Das zeigt, dass die Fixierung auf die reinen Investitionskosten keinesfalls das Entscheidungskriterium sein sollte“, kommentiert der Fachmann.

Die Achshöhe von IE2 zu IE3 bleibt gleich

Im Leistungsbereich zwischen 5,5 kW bis 22 kW kommen IE3-Motoren vom Typ 1LE1 zum Einsatz, ab 30 kW bis 315 kW werden die Drehstrom-Asynchronmotoren 1LG6 von Siemens mit der Energieeffizienzklasse IE3 eingesetzt. Das Besondere an den 1LE1-Motoren ist unter anderem die innovative Läufertechnologie. Durch spezielle Fertigungsmethoden ist es dem Hersteller gelungen, den Wirkungsgrad bei gleichen Achshöhen wie bei der IE2-Variante weiter zu verbessern.

Bei den IE3-Motoren war der Kompressorenhersteller Entwicklungspartner von Siemens. Er kennt somit die Möglichkeiten dieser innovativen Technik bestens. Berechnungen zufolge amortisieren sich die Mehrkosten der IE3-Motoren in den Schraubenkompressoren in weniger als einem Jahr. Ein weiteres wichtiges Kriterium für die Entscheidung, diese beiden Motorenbaureihen von Siemens durchgängig einzusetzen, ist ihre Produktqualität.

Erwin Ruppelt bestätigt: „Die Motorenlager haben früher die Serviceintervalle von Kompressoren maßgeblich bestimmt; mit den neuen Drehstrom-Asynchronmotoren allerdings sind diese auf Augenhöhe mit der Servicefreundlichkeit der Kompressorblöcke.“ Kaeser empfiehlt in diesem Zusammenhang, nach 36.000 Betriebsstunden einen Service einzuplanen, bei dem auch die Motorenlager gewechselt werden. Allerdings seien Laufzeiten von bis zu 100.000 Betriebsstunden bei Kompressorblöcken keine Seltenheit.

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