Ölfreie und ölgeschmierte Stickstoffverdichter im Vergleich

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Stickstoffverdichter mit Ölschmierung sind für zahlreiche Branchen wichtig, in denen Effizienz, Zuverlässigkeit und Präzision gefragt sind und anspruchsvolle Anwendungen bewältigt werden müssen. Bei der Auswahl eines Stickstoffverdichters stellt sich meist zuerst die Frage, ob ein ölfreies oder ein ölgeschmiertes Modell geeignet ist. Beide Technologien haben je nach den jeweiligen Betriebsbedingungen in der Branche bestimmte Vor- und Nachteile. Dieser Beitrag vergleicht ölfreie und ölgeschmierte Stickstoffverdichter hinsichtlich ihrer Funktionsweise, Leistungsfähigkeit, Instandhaltungsanforderungen und Wirtschaftlichkeit. Am Ende können Sie einschätzen, welcher Verdichter Ihre Ziele am besten unterstützt und wie sich die Entscheidung fundiert treffen lässt.

Einführung in Stickstoffverdichter

Stickstoffverdichter erhöhen den Druck von Stickstoffgas und kommen in zahlreichen industriellen Anwendungen zum Einsatz. Sie sind unter anderem in der Lebensmittelkonservierung, der chemischen Verarbeitung, der Elektronikfertigung und im Gesundheitswesen wichtig. Dazu saugen sie zunächst Stickstoffgas an und verdichten es auf den Druck, der für den jeweiligen Prozess benötigt wird. Ölfreie und ölgeschmierte Verdichter eignen sich für unterschiedliche Branchen und Anwendungen. Diese Unterschiede zu kennen, hilft bei der Auswahl eines Verdichters im Hinblick auf Förderleistung, Instandhaltungsintervalle und Gesamtkosten.

Was ist ein Stickstoffverdichter?

Ein Stickstoffverdichter ist eine spezielle Anlage, die Stickstoffgas auf einen vorgegebenen Druck verdichtet, der für verschiedene industrielle Anwendungen geeignet ist. Mit steigendem Stickstoffdruck lässt sich dieses inerte Gas leichter transportieren und speichern sowie in Bereichen wie der chemischen Industrie, der Lebensmittel- und Elektronikindustrie oder der Metallverarbeitung einsetzen. Moderne Stickstoffverdichter verfügen über komplexe Systeme, die eine leistungsfähige, sichere und zuverlässige Funktion gewährleisten. Dazu gehören Verdichtungskammern, Ventile und Kühlsysteme sowie Filter, die auf das jeweilige Gas und die erforderlichen Drücke ausgelegt sind. Zur Bewertung eines Stickstoffverdichters werden häufig die Förderleistung, der erreichbare maximale Austrittsdruck, der Leistungsbedarf und der jeweilige Anwendungszweck herangezogen.

Bedeutung von Druckluft in verschiedenen Branchen

Druckluft ist in vielen Industriezweigen unverzichtbar: Sie lässt sich flexibel einsetzen und stellt für zahlreiche Prozesse und Tätigkeiten zuverlässig Leistung bereit. In der Industrie verringert sie den Bedarf an manueller Arbeit, treibt Werkzeuge und Anlagen an und ermöglicht den Transport von Werkstoffen durch den Prozess. Eine weitere vielseitige Anwendung ist die pneumatische Steuerung. Sie kommt unter anderem in energieeffizienten Heiz- und Kühlsystemen zum Einsatz, etwa in Kühlsystemen oder robusten Gehäusen, um Arbeitsbereiche wirksam zu kühlen oder zu beheizen.

In Branchen wie der Pharma-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist Druckluft auch für Verpackungsprozesse und den Produkttransport wichtig. Zudem trägt sie dazu bei, Arbeitsbereiche sauber und hygienisch zu halten. Fortschrittliche Filterelemente sorgen in Verbindung mit der Druckluft für eine besonders saubere Arbeitsumgebung und schützen empfindliche Maschinenteile vor Verunreinigungen. Auch für bestimmte Prozesse wie Exploration, Überwachung und anspruchsvolle Steuerungsaufgaben wird Druckluft eingesetzt. So lässt sich selbst unter strengen Betriebsbedingungen über längere Zeit Hochdruckenergie bereitstellen, ohne dass es zu erheblichen Unterbrechungen kommt. Das unterstreicht die Bedeutung von Verdichtern für industrielle Prozesse und Anlagen.

Ölfreie und ölgeschmierte Verdichter im Überblick

Parameter	Ölfreie Verdichter	Ölgeschmierte Verdichter
Luftqualität	Frei von Verunreinigungen, für sensible Anwendungen geeignet	Kann Spuren von Ölpartikeln enthalten
Instandhaltungsaufwand	Geringer, kein Ölwechsel erforderlich	Höher, regelmäßige Ölwechsel erforderlich
Betriebskosten	Niedriger dank weniger Verbrauchsmaterialien	Höher aufgrund von Kosten für Öl und Filter
Geeignete Anwendungen	Medizin, Lebensmittel und Elektronik	Schwerindustrie und allgemeine Anwendungen
Haltbarkeit	Mittel, durch die Lebensdauer der Beschichtung begrenzt	Hoch, für robusten Betrieb ausgelegt
Energieeffizienz	In der Regel geringer, zusätzliche Funktionen erforderlich	Im Allgemeinen höher, optimierte Systeme
Umweltauswirkungen	Umweltfreundlich, keine Entsorgung von Öl erforderlich	Die Entsorgung von Öl belastet die Umwelt
Anfangsinvestition	Höher, fortschrittliche Technologie enthalten	Niedriger, mit bewährter Standardtechnologie
Geräuschpegel	Oft leiser dank weniger Bauteile	Lauter aufgrund mechanischer Ölsysteme
Lebensdauer	Kürzer bei hoher Auslastung	Länger bei sachgemäßer Instandhaltung

Abschnitt 01

Ölfreier Stickstoffverdichter

Ein ölfreier Stickstoffverdichter ist eine mechanische Anlage, die Stickstoffgas ohne Öl zur Schmierung oder Kühlung im Verdichtungsraum verdichtet. In dieser Bauweise kommt das verwendete Öl nicht mit dem Stickstoff oder dem Schalldämpfer in Kontakt. Dadurch wird Stickstoff mit hoher Reinheit abgegeben. Die konstruktiven Maßnahmen, die dies ermöglichen, bringen zudem Vorteile mit sich und sorgen dafür, dass der Verdichter Stickstoff in der gewünschten Qualität am Austritt bereitstellt. So wird verhindert, dass Öl den sauberen Stickstoff verunreinigt.

Funktionsweise und Aufbau ölfreier Verdichter

Ölfreie Verdichter sind so konstruiert, dass sie im Verdichtungsraum kein Schmieröl benötigen, das andernfalls das Fördermedium verunreinigen könnte. Stattdessen kommen geeignete Werkstoffe und Bauteile zum Einsatz, etwa Teflon-beschichtete oder kohlenstoffverstärkte Komponenten. Diese Verdichter eignen sich besonders für Bereiche mit strengen Anforderungen an die Luftreinheit, beispielsweise medizinische Einrichtungen, die chemische Produktion und andere Anwendungen mit hohen Reinheitsanforderungen.

Viele moderne ölfreie Druckluftverdichter arbeiten mit fortschrittlichen Konstruktionen, etwa zweistufiger Verdichtung und Zwischenkühlung. Das verbessert die Systemeffizienz und sorgt für einen gleichmäßigen Betrieb. Einige Anlagen können auch die Anforderungen der ISO 8573-1 Klasse 0 erfüllen. Das zeigt, dass viele Verdichter nicht nur die vorgeschriebenen Sicherheitsanforderungen einhalten, sondern dank ihrer Filtertechnik auch zuverlässig vor Verunreinigungen schützen. Darüber hinaus sind solche Verdichter auf einen geringeren Energieverbrauch ausgelegt. Frequenzumrichter und intelligente Steuerungssysteme können zusätzlich Kosten senken und die Umwelt schonen.

Vorteile eines ölfreien Verdichters

01
Einhaltung der Anforderungen an die Luftqualität
In bestimmten Bereichen der Drucklufttechnik gelten besonders hohe Anforderungen an die Druckluftqualität. Pharma-, Lebensmittel-, Getränke- und Medizinbranche setzen regelmäßig auf diese Druckluftqualität, da ihre Herstellungsprozesse strenge Reinheitsanforderungen erfüllen müssen.
02
Geringere Instandhaltungskosten
Im Vergleich zu ölgeschmierten Verdichtern benötigen ölfreie Modelle keine häufigen Ölwechsel, keine Ölabscheider und keine Ersatzfilterelemente. Dadurch sinken die Instandhaltungskosten während des Betriebs.
03
Energieeffizienz
Ölfreie Verdichter verfügen heute häufig über computergestützte Steuerungen, die den Betrieb auf den optimalen Druck einstellen können. In der Branche wird behauptet, dass diese Technologie bei Verdichtern mit geregelter Förderaufgabe oder geregeltem Volumenstrom Einsparungen von bis zu 35 % ermöglicht. Dadurch sinken die Betriebskosten und die Umweltbelastung.
04
Umweltverträglichkeit
Da sich bei ölfreien Verdichtern kein Öl im Verdichtungsraum befindet, besteht kein Risiko, dass Öl in die Umgebung gelangt. Ölfreie Verdichter sind daher eine sinnvolle umweltfreundliche Maßnahme, die dazu beiträgt, die industrielle Umweltbelastung und Ölverluste zu verringern.
05
Höhere Betriebssicherheit
Bei Druckluftverdichtern kann Öl in der Druckluft zu Verstopfungen, Schäden an Werkzeugen und Anlagen und in schweren Fällen zu Anlagenstillständen führen. Ölfreie Verfahren können diese Verunreinigungsrisiken vermeiden und Störungen beim Werkzeugbetrieb oder bei der Projektausführung verhindern. Ein ölfreier Druckluftverdichter ist deshalb in diesem Zusammenhang sehr nützlich.
06
Mehr Produktsicherheit und Produktintegrität
In einigen Branchen, darunter die Pharma- und Lebensmittelindustrie, sind saubere Räume erforderlich, um regulatorische Vorgaben von Organisationen wie der FDA sowie ISO-Normen einzuhalten. Solche Verdichter liefern Luft mit einer so hohen Reinheit, dass sie die Anforderungen an Verbrauchersicherheit und Produktqualität zuverlässig erfüllen kann.

Anwendungen für ölfreie Druckluftverdichter

Pharmazeutische Produktion

Bei pharmazeutischen Produkten spielen Verbrauchsmaterialien eine wichtige Rolle. Das ist insbesondere mit Blick auf die FDA und die cGMP-Vorschriften relevant. Ölfreie Druckluftverdichter kommen bei der Tablettenherstellung, an Kapselfüllmaschinen und auch in der sterilen Eigenproduktion zum Einsatz. Sie tragen dazu bei, die Reinheit der Produkte sicherzustellen und die geltenden Branchenvorschriften einzuhalten.

Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Bei der Herstellung von Konsumgütern gelten häufig strenge Vorschriften für Sauberkeit und sichere Arbeitsweisen. Ölfreie Verdichter sind besonders bei der Lebensmittelverpackung, der Getränkeabfüllung und in pneumatischen Anwendungen nützlich, da Öl die Produkte verunreinigen kann. Sie unterstützen die Einhaltung der Luftreinheitsklasse ISO 8573-1C0.

Elektronikfertigung

Bei den nachfolgenden Montageschritten müssen besonders reine Komponenten verwendet werden. Ölfreie Verdichter verhindern eine Verunreinigung durch Öl. Das gibt Anwendern in der Elektronikfertigung die Sicherheit, dass die optimale Funktion von Halbleitern und Leiterplatten nicht beeinträchtigt wird.

Gesundheitswesen und medizinische Anwendungen

In medizinischen Einrichtungen wird aufbereitete und ausreichend verdichtete Luft beispielsweise bei Atemtherapien, Operationen und anderen medizinischen Behandlungen eingesetzt. Ölfreie Verdichter verhindern, dass Öl in die Luft gelangt, und verringern so das Risiko einer Aspiration während solcher Verfahren. Sie kommen auch in ölfreien Verneblern zum Einsatz, damit keine Verunreinigungen in den Behandlungsbereich gelangen.

Automobilindustrie

Bei Lackierarbeiten und in den wichtigen Produktionslinien der Automobilindustrie unterstützt ölfreie Druckluft die Prozesse. Sie ermöglicht effiziente Lackier- und Beschichtungsverfahren. Ölfreie Druckluft verhindert Ölablagerungen, die Fehler verursachen können, und trägt so zum Erscheinungsbild und zur Qualität der Fahrzeugoberflächen bei.

Textil- und Druckindustrie

In der Textilindustrie und in gewerblichen Druckereien ist häufig Druckluft ohne Verunreinigungen erforderlich. So kann bei der Herstellung gefärbter Textilien und bedruckter Materialien ölfreie Druckluft anstelle herkömmlicher Verdichter eingesetzt werden. Dadurch werden Schäden am Stoff vermieden und eine gleichbleibend hohe Druckqualität über alle Produktionschargen hinweg unterstützt.

Abschnitt 02

Ölgeschmierter Stickstoffverdichter

Ein ölgeschmierter Stickstoffverdichter verdichtet Stickstoffgas mithilfe von Öl, das zugleich die mechanischen Bauteile schmiert und den Druck erhöht. Solche Verdichter gelten als zuverlässig und für den langfristigen Einsatz bei hohen Drücken geeignet. In Anwendungen mit hohen Reinheitsanforderungen müssen jedoch geeignete Schutzsysteme verhindern, dass das austretende Gas durch Öl verunreinigt wird. Damit die Anlage wirksam und effizient arbeitet, muss sie regelmäßig instand gehalten und verantwortungsvoll betrieben werden. Dabei sind auch wirtschaftliche Faktoren und der Instandhaltungsplan zu berücksichtigen, insbesondere häufigere Öl- und Filterwechsel.

Ölgeschmierte Verdichter verstehen

Das zentrale und besonders beanspruchte Element eines ölgeschmierten Verdichtersystems ist der geschmierte Kolben- oder Schraubenmechanismus, der das Gas verdichtet. Vereinfacht gesagt erfüllt das Öl zwei Hauptaufgaben: Es schützt bewegliche mechanische Teile und führt die bei der Verdichtung entstehende Wärme ab. In der Praxis kommen komplexere Systeme zum Einsatz, in denen die Ölzufuhr geregelt und das Öl über Kreisläufe vom Ventilteller zurück zum laufenden Verdichter geführt wird.

Sorgfältig ausgelegte Filter und Abscheider spielen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle des Öls im System. Sie verhindern, dass Öl in den austretenden verdichteten Gasstrom gelangt, und ermöglichen so eine Abscheidung von Stickstoff oder anderen Gasen bis hin zu nahezu reinen Gasen. Fortschrittliche Verdichter verfügen zudem über Steuerungssysteme mit modernen Überwachungs- und Automatisierungsfunktionen. Diese zeigen wichtige Leistungskennzahlen sowie Druck, Temperatur und Ölstand des Systems in Echtzeit an und helfen, verschiedene Maschinenausfälle während des Betriebs zu vermeiden.

Vorteile ölgeschmierter Verdichter

01
Höhere Robustheit und längere Lebensdauer
Ein ölgeschmiertes System verringert Reibungsverluste und Verschleiß. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer des Verdichters. Bei sachgemäßer Instandhaltung können viele dieser Verdichter mehrere zehntausend Betriebsstunden erreichen.
02
Höhere Kühlleistung
Das Öl im System nimmt die bei der Verdichtung entstehende Wärme auf. So schützt es wichtige Systemkomponenten vor Überhitzung und ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb auch bei hoher Belastung.
03
Höhere Wirkungsgrade
Ölgeschmierte Verdichter erreichen höhere feste Verdichtungsverhältnisse, Betriebsdrücke und Volumenströme als ölfreie Verdichter. Dadurch können größere Gas- oder Luftmengen verdichtet und der mechanische Wirkungsgrad verbessert werden, während gleichzeitig die Betriebskosten sinken.
04
Geringere Geräuschentwicklung
Das Öl dämpft verschiedene Biege- und Torsionsschwingungen im System, insbesondere bei ölfreien Verdichtern, bei denen Schwingungen zu Geräuschen führen können. Ölgeschmierte Verdichter eignen sich daher für Anwendungen, in denen die Geräuschpegel innerhalb vorgegebener Grenzen bleiben müssen.
05
Für Hochdruckanwendungen und hohe Förderleistungen
Diese Verdichter sind für höhere Drücke und eine größere Förderleistung ausgelegt. Sie eignen sich daher als Energiequellen für Druckluftwerkzeuge, Fertigungsprozesse sowie chemische Anlagen und Energieanlagen.
06
Wirtschaftlichkeit
Ölgeschmierte Druckluftverdichter benötigen zwar gelegentlich Ölwechsel und den Austausch von Filterelementen, ihre Gesamtbetriebskosten liegen jedoch unter denen anderer Verdichtertypen.

Typische Anwendungen ölgeschmierter Druckluftverdichter

Industrielle Fertigung

Ölgeschmierte Verdichter sind aus der industriellen Praxis kaum wegzudenken, insbesondere bei Prozessen mit hohem Druckluftbedarf und hohen Effizienzanforderungen. Sie treiben vor allem pneumatische Maschinen wie Pressen, Förderbänder und Spritzgießanlagen an. Auch in der Automobilindustrie setzen Hersteller auf diese Verdichter, um ihre Prozesse effizient durchzuführen und die Förderleistung zu erhöhen.

Bauwesen

Unternehmen im Bauwesen sind bei der Verwendung von Werkzeugen wie Presslufthämmern, Nagelpistolen und Sandstrahlgeräten auf Druckluft angewiesen. Ölgeschmierte Verdichter kommen dabei zum Einsatz, weil sie hohe Drücke bereitstellen und sich für starke Beanspruchung sowie den Einsatz in unterschiedlichen Umgebungen eignen. Sie können auch ohne Hochdruckzylinder in der Montage eingesetzt werden.

Chemische und petrochemische Verarbeitung

Druckluftverdichter sind in der chemischen und petrochemischen Industrie für Prozesse wie die Produktverarbeitung, Gasverdichtung und Druckhaltung in Rohrleitungssystemen erforderlich. Die externe Kühlung und die zusätzliche Schmierung ölüberfluteter Verdichter machen sie für den Einsatz mit brennbaren Stoffen besonders geeignet.

Energiewirtschaft

Ölgeschmierte Verdichter kommen auch in Energieerzeugungsanlagen wie Kraftwerken zum Einsatz, etwa für Kühler, Turbinen und weitere wichtige Ausrüstung. Dank ihrer Effizienz und Größe lassen sich die Stillstandszeiten dieser Anlagen während des Betriebs gering halten und die Stabilität der Stromversorgung unterstützen.

Luft- und Raumfahrt

Viele Fachleute in der Luft- und Raumfahrt setzen ölgeschmierte Verdichter ein, um bei Reparatur, Montage und anderen Arbeiten an Flugzeugen bestimmte Präzisionsgeräte und Werkzeuge zu betreiben. Die damit erzeugte Druckluft wird außerdem verwendet, um verschiedene Komponenten bei bestimmten Umgebungsdrücken zu prüfen, die den Sicherheitsnormen entsprechen müssen.

Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Auch wenn für den Umgang mit Lebensmitteln häufig ölfreie Verdichter bevorzugt werden, kommen ölgeschmierte Modelle in weniger anspruchsvollen Anwendungen wie Verpackung, pneumatischer Förderung und Reinigung weiterhin zum Einsatz. Geeignete Filter sorgen dafür, dass die Luft die von den Behörden geforderte Reinheitsklasse erreicht.

Abschnitt 03

Die wichtigsten Unterschiede zwischen ölgeschmierten und ölfreien Verdichtern

Die wichtigsten Unterschiede zwischen ölgeschmierten und ölfreien Verdichtern betreffen vor allem Aufbau, Instandhaltung und Einsatzmöglichkeiten. Ölgeschmierte Verdichter nutzen Öl zur Schmierung und Kühlung im Inneren, damit sie den hohen Drücken standhalten, wie sie etwa in industriellen Prozessen auftreten. In solchen Industriezweigen muss das Öl regelmäßig gewechselt und müssen Filter eingebaut werden, um zu verhindern, dass Verunreinigungen in die empfindlichen Systeme gelangen.

Ölfreie Verdichter hingegen verwenden aufgrund ausgefeilter Konstruktionen kein Öl in der Verdichtungskammer. Spezielle Werkstoffe und Technologien verringern dabei die Reibung. Für Anlagen, die vorwiegend in Prozessen mit hohen Anforderungen an saubere Luft eingesetzt werden, etwa in der Medizin- oder Elektronikindustrie, stellen ölfreie Verdichter sicher, dass kein Öl in die Druckluft gelangt.

Leistung und Wirkungsgrad

Dank moderner technischer Lösungen und ihrer Auslegung auf ölfreie Luft erreichen ölfreie Verdichter eine höhere Energie- und Ressourceneffizienz als herkömmliche Verdichtertypen. Sie eignen sich besonders, wenn höchste Genauigkeit und Reinheit erforderlich sind, und bieten einen optimalen Kompromiss zwischen Energieverbrauch, industrieller Produktion und Förderstrom. Die kontinuierliche Weiterentwicklung in den Bereichen Aerodynamik und Verdichtung hat die Anlagen ebenfalls energieeffizienter gemacht; pro Luftvolumen wird weniger Öl verbrannt. Berichten zufolge haben neue Rotations-, Zug- oder Verdichtungstechniken in Verbindung mit speziellen Beschichtungen diese Probleme beseitigt. Sie sorgen langfristig für einen besseren Wirkungsgrad bei höherem Verbrauch und größerem Förderstrom sowie für geringere Verdichtungsverluste.

Zur Bewertung der Wirksamkeit von Anlagen werden zahlreiche Kennwerte herangezogen. Der isentrope Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis der für die Verdichtung von Luft aufgewendeten Energie zu der Energie, die bei einer Verdichtung ohne Energieverluste benötigt würde (theoretische oder ideale Energie). Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zeigen, dass ölfreie Verdichter ölgeschmierten Verdichtern in dieser Hinsicht kaum noch nachstehen und sich inzwischen für größere industrielle Anwendungen eignen. Auch unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten bieten sie Vorteile: Sie verursachen weniger Treibhausgasemissionen, nutzen Energie effizient und benötigen weniger Schmieröl. Diese Eigenschaften steigern ihre Attraktivität für Industriezweige, in denen die Leistung ebenso wichtig ist wie die Umweltverträglichkeit.

Instandhaltung und Betriebskosten

Moderne ölfreie Verdichter erfordern deutlich weniger aufwendige Instandhaltung als ölüberflutete Modelle, da Probleme im Zusammenhang mit der Schmierung entfallen. Dadurch verschleißen wichtige Verschleißteile wie Dichtungen, Lager und Filter langsamer. Die Instandhaltungsintervalle können verlängert und die Stillstandszeiten der Maschine reduziert werden. Wie zu erwarten, lassen sich die Anlagen außerdem leichter regelmäßig prüfen, da weder ein Kontakt mit Öl noch ein Ölwechsel oder die Entsorgung des Öls erforderlich ist. Natürlich müssen dabei die vorgeschriebenen Umweltauflagen eingehalten werden.

Bei den Betriebskosten ölfreier Verdichter haben Verbesserungen in der Fertigungs- und Konstruktionsbranche eine zweischneidige Wirkung: Langfristig können sie Kosten sparen, doch die Anfangsinvestition ist möglicherweise höher. Energiesparende Lösungen in modernen Modellen erhöhen die Einsparungen zusätzlich, da sie im Betrieb den Strombedarf auf ein Minimum senken. Berücksichtigt man Werkstoffe, Dienstleistungen und den dafür erforderlichen Zeitaufwand, lässt sich der Einsatz ungeschmierter Verdichter in jedem Fall wirtschaftlich begründen, insbesondere bei hoher Auslastung der einzelnen Anlagen. Beide Faktoren tragen wesentlich zur Kostenschätzung bei, da das Projekt als kostensparende Investition betrachtet wird.

Aspekte der Luftqualität

Ölfreie Technologien sind entscheidend, wenn eine hohe Luftqualität an besonders sensiblen Orten gewährleistet werden muss, etwa in Reinräumen von Krankenhäusern, pharmazeutischen Produktionsanlagen und Lebensmittelbetrieben. Sie verhindern, dass Öl und Ölaerosole eindringen, und erfüllen damit die anspruchsvollen Anforderungen der ISO 8573-1 Klasse 0 an die Reinheit der Druckluft. Da bei der Luftverdichtung kein Öl zum Einsatz kommt, ist in Verbindung mit einem Edelstahlsystem eine Beeinträchtigung der Luftpartikel und damit der Sauberkeit des verarbeiteten Produkts vorzugsweise zu vermeiden.

Darüber hinaus arbeiten die heutigen Anlagen nahtlos mit den neuesten Filtertechnologien zusammen. Diese entfernen auch andere Verunreinigungen wie Wasser und Feststoffpartikel äußerst wirksam und eignen sich daher besonders für Prozesse mit hohen Reinheitsanforderungen. Studien zeigen, dass diese Anlagen einfach zu bedienen sind und die vorgegebenen Druckluftqualitätsstandards übertreffen. Deshalb finden sie in verschiedenen Industriezweigen zunehmend Anklang.

Abschnitt 04

Die Wahl zwischen ölfreien und ölgeschmierten Verdichtern

Bei der Wahl zwischen einem ölfreien und einem ölgeschmierten Verdichter kommt es vor allem darauf an, welche Anforderungen die jeweilige Anwendung erfüllen soll. Ölfreie Verdichter sind die naheliegende Wahl für Anwendungen mit besonders hohen Anforderungen an die Luftqualität, etwa in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Pharmaindustrie oder der Elektronikindustrie. Sie schließen das Risiko einer Ölverunreinigung aus und erleichtern so die Einhaltung von Qualitäts- und Sicherheitsvorschriften. Aufgrund des besonderen Pflege- und Instandhaltungsaufwands sind sie jedoch oft mit hohen Investitionskosten verbunden.

Ölgeschmierte Verdichter eignen sich dagegen eher für anspruchsvolle industrielle Anwendungen, bei denen weniger strenge Anforderungen an die Luftreinheit gelten. Langfristig sind sie kostengünstiger, bieten einen besseren Wirkungsgrad und verfügen über die meisten Vorteile ölfreier Verdichter. Zur Instandhaltung gehört beispielsweise das regelmäßige Nachfüllen von Öl, um die optimale Leistung zu gewährleisten. Bei kontinuierlichem Betrieb haben diese Verdichter eine längere Lebensdauer.

Wichtige Auswahlkriterien

Bei der Auswahl eines Druckluftkompressors sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen. Zunächst kommt es auf den erforderlichen Volumenstrom in Kubikfuß pro Minute (CFM) an. Die Auslegung ist entscheidend, denn Ihre Anlagen und Werkzeuge haben einen bestimmten Bedarf, der je nach Einsatz variieren kann. Der angeschlossene Verdichter muss diesen Bedarf decken können, ohne dabei überlastet zu werden. Außerdem muss der effektive Betriebsdruck, der häufig in Pfund pro Quadratzoll (PSI) angegeben wird, zu den Druckeinstellungen der Geräte passen.

Neben den genannten Parametern ist auch der Wirkungsgrad wichtig, da er sich erheblich auf die Betriebskosten der Anlage auswirkt. Angaben zur Energieeffizienz, etwa die Leistung in Kilowatt (kW) oder Energieeffizienzzertifikate, können den Stromverbrauch ebenfalls veranschaulichen. Vor allem dort, wo Vibrationen möglichst gering gehalten werden müssen, etwa in Wohnhäusern oder Büros, sollte man zudem auf die Geräuschemissionen des Verdichters oder Generators achten.

Der Verdichtertyp – ölfrei oder ölgeschmiert – muss dem für die jeweilige Anwendung vorgegebenen Luftreinheitsgrad entsprechen. In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Pharmaindustrie sind ölfreie Druckluftkompressoren wegen der sehr strengen Reinheitsanforderungen die beste Wahl. Öleingespritzte Verdichter eignen sich dagegen besser für anspruchsvolle industrielle Anwendungen, bei denen eine lange Lebensdauer und hohe Leistung gefragt sind.

Kostenvergleich: ölgeschmierte und ölfreie Modelle

Beim Kostenvergleich zwischen ölfreien und ölgeschmierten Verdichtern spielen mehrere Faktoren eine Rolle. Ölfreie Verdichter haben in der Regel höhere Anschaffungskosten, da sie mit modernster Technik und Konstruktion das Risiko einer Ölverunreinigung vermeiden müssen. Für Industriezweige, in denen strenge Anforderungen an die Schadstofffreiheit der Luft gelten, ist dies eine gute, wenn auch kostspielige Entscheidung. Die Instandhaltungskosten ölfreier Verdichter fallen im Allgemeinen geringer aus, da weder regelmäßige Ölwechsel noch der Umgang mit ölhaltigen Abfällen erforderlich sind.

Ölgeschmierte Druckluftkompressoren erfordern dagegen eine geringere Anfangsinvestition und sind für Kunden daher günstiger in der Anschaffung. Das Öl muss jedoch regelmäßig gewechselt werden, sodass die Anlagen bei der Instandhaltung nach dem Kauf höhere Kosten verursachen können. Zu den üblichen Arbeiten an ölgeschmierten Verdichtern zählen Ölwechsel, Filtration und die Kontrolle von Verunreinigungen. Unter ansonsten gleichen Bedingungen kann sich ein Verdichter unabhängig von der Schmierung dennoch wirtschaftlich rechnen, etwa abhängig von seiner Auslastung.

Die Gesamtbetriebskosten können bei beiden Verdichtertypen in den meisten Fällen ähnlich ausfallen. Entscheidend ist, welche Kosten berücksichtigt werden: Einsatzfall, Lebensdauer, Instandhaltung und Energie. Für die Verantwortlichen eines Unternehmens geht es daher vor allem darum, die Investitionsentscheidung zu begründen und die üblichen Investitionskosten den erwarteten Erträgen gegenüberzustellen, die sich aus dem ermittelten Bedarf für eine bestimmte Funktion ergeben.

Abschnitt 05

Häufig gestellte Fragen

Q01

Welche Option bietet bei Stickstoffanwendungen eine höhere Luftreinheit?

Da häufig ölfreie Stickstoffverdichter eingesetzt werden, bieten sie eine höhere Luftreinheit. Denn es besteht keine Möglichkeit, dass Öl in den Gasstrom gelangt – ein Risiko bei ölgeschmierten Verdichtern. Deshalb eignen sie sich für Anwendungen mit hohen Anforderungen an ultrareine Luft, etwa in der Lebensmittelverarbeitung oder der Elektronikindustrie. Eine Ölschmierung kann normalerweise ausreichen, sofern der Verdichter mit einem guten Filter ausgestattet und mit hochwertigem Öl betrieben wird; zudem muss er dann weniger häufig instand gehalten werden. Allerdings können die Inbetriebnahmekosten durch den Austausch und die Entsorgung der Filter steigen.

Q02

Wie unterscheiden sich die Instandhaltungsanforderungen ölfreier und ölgeschmierter Verdichter?

Ölgeschmierte Verdichter müssen regelmäßig instand gehalten werden, da Öl und Ölfilter häufig gewechselt werden müssen. Bei ölfreien Verdichtern entfällt ein großer Teil der ölbezogenen Instandhaltung. Um die Leistung aufrechtzuerhalten, müssen Druck und Trockenmittel jedoch häufiger geprüft werden. Als Faustregel gilt: Lebensdauer, Instandhaltungsaufwand und Stillstandszeiten der Gesamtanlage sollten bei der Auswahl eines ölgeschmierten oder ölfreien Modells zu den wichtigsten Kriterien zählen.

Q03

Welcher Verdichtertyp arbeitet bei der Stickstofferzeugung energieeffizienter?

Eine höhere Energieeffizienz hängt von der optimalen Auslegung des Projekts, den Betriebsbedingungen und der Schmierung ab. Bei der Schmierung lässt sich jedoch kaum bestreiten, dass ölgeschmierte Verdichter durch die geringere Reibung bei Verwendung von Öl statt eines anderen Mediums einen höheren mechanischen Wirkungsgrad erreichen. Ölfreie Verdichter können ähnlich wirtschaftlich arbeiten, insbesondere die Modelle, deren innere Verluste verringert und deren Wärmeübertragung in jüngster Zeit verbessert wurden. Der Energieaufwand im Betrieb lässt sich für jedes Modell anhand des spezifischen Energiebedarfs des Verdichters und der voraussichtlichen Betriebszeit beurteilen.

Q04

Wie unterscheiden sich Anschaffungskosten und Gesamtbetriebskosten?

Ölfreie Verdichter sind wegen der hohen Fertigungskosten in der Anschaffung sehr teuer. Ölgeschmierte Verdichter zählen üblicherweise zu den günstigsten verfügbaren Modellen. Je nach Anwendungsfall sind Faktoren wie Instandhaltung, Filter- und Verdichterölkosten, Produktionsausfälle und Servicehäufigkeit zu berücksichtigen. Ölgeschmierte Verdichter verursachen zwar oft höhere Betriebskosten für Verdichteröl und Filterinstandhaltung. Energie- und Verbrauchskosten spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Da die Anlagen selten nur einmalig eingeschaltet werden, können die Anschaffungskosten allein ein irreführendes Bild vermitteln.

Quellen

Studie zum Stickstoffsperrschutz der Lager eines ölfreien Verdichterblocks bei der H2-Verdichtung Link zur Quelle
Stickstoffverdichter Link zur Quelle