Kompressor: Funktion, Arten

Aus induuxWiki
Letzter Autor: induux Team, , 10.122 Zeichen
Verlinke diesen Wiki-Artikel mit https://wiki.induux.de/Kompressoren
🎓 Kompressoren zählen zu den Fluidenergiemaschinen und werden benötigt um unterschiedliche Gase maschinell zu komprimieren. Das bedeutet, dass sie den Druck des Gases erhöhen und gleichzeitig das Volumen verringern. Wegen ihrer Funktion heißen sie auch Druckluftkompressoren. Von daher sind sie mit Pumpen verwandt, welche den Druck von Flüssigkeiten erhöhen.
Synonym(e): Verdichter, Druckluftkompressoren, Kompresser


Unterschied Kompressor & Verdichter

Umgangssprachlich und auf vielen Internetseiten werden Verdichter und Kompressoren gleichgesetzt. Genau genommen ist jedoch der Verdichter bloß ein technisches Teil eines Kompressors. Daher kann man sagen, dass sich im Kompressor immer ein Verdichter befindet. Dennoch werden im Folgenden und auf den Kompressor-Unterseiten aufgrund der Einfachheit die Begriffe Kompressor, Druckluftkompressor und Verdichter gleichgesetzt.

Funktionsweise

Laut dem Duden sind Kompressoren Apparate zum Verdichten von Gasen und Dämpfen. Das bedeutet, dass das Gasvolumen durch Zusammendrücken verringert wird. Dabei wechselt der Kompressor beim Vorgang zwischen Ansaugen und Verdichten des Gases. So kann das angesaugte Gasvolumen V1 durch den Betriebsdruck p1 des Kompressors zu einem verringerten Volumen V2 zusammengepresst werden. Der erhöhte Druck p2 und die Dichte des Gases führen zu einer Erwärmung des Gases. Der Kompressor verdichtet die Luft zu einer kraftvollen Druckluft, die normalerweise in Litern gemessen werden.

Aufbau

Entscheidend für den Aufbau und die Funktion ist der Motor, der den Kompressor antreibt. Der Vorteil eines Kompressors ist, dass er das komprimierte Gas nicht direkt ausstößt. Durch einen angegliederten Druckbehälter, in den die komprimierte Luft gepumpt wird, können größere Mengen an Gase gespeichert werden. So muss der Kompressormotor auch nicht durchgängig im Einsatz sein. Durch ein Manometer wird der Druck im Kompressorkessel überprüft. Wenn der vorher eingestellt Mindestdruck unterschritten wird, startet der Motor wieder automatisch und füllt den Kessel mit neuem, komprimierten Gas. Andersrum stoppt der Motor, wenn der der Wert des Maximaldrucks erreicht ist. Auch bei einem Überdruck gibt es eine Lösung: In diesem Fall öffnet sich ein Sicherheitsventil, wodurch Gas entweichen kann.

Wissenswertes vor der Anschaffung

Vor dem Kauf sollten einige Dinge beachtet werden. Kompressoren unterscheiden sich in ihrem Druck und der erreichbaren Liefermenge, welche sich aus dem abgegebenen Luftvolumen pro Zeiteinheit (m3/min oder Liter/min) ergibt. Generell gilt: Je größer der Druckluftbehälter, desto höher ist die Leistung des Kompressors. Neben der Liefermenge und dem Betriebsdruck sind auch das Druckverhältnis und der Liefergrad von Bedeutung je nach Verwendung. Der Lieferdruck beschreibt wie gesagt das Volumen des ausgestoßenen Gases je Zeiteinheit, während der Betriebsdruck der erreichbare Überdruck innerhalb des Kompressors ist. Das Druckverhältnis ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen Enddruck und Saugdruck und aus dem Liefergrad kann die Differenz zwischen tatsächlich gefördertem und theoretisch erreichbaren Volumenstrom bestimmt werden.

Zusammengefasst müssen folgende Faktoren vor dem Wählen des passenden Kompressors je nach Aufgaben und Luftgehalt beachtet werden:

  1. Filter: Um Bläschen auf der lackierten Oberfläche des Kompressors zu vermeiden, sind Filter und Kältetrockner, um Unreinheiten und Schmutz aus der Druckluft zu filtern unabdingbar.
  2. Kesselgröße: Ein zu kleines Gefäß sorgt für einen zu schwachen Luftdruck, mit dem sich einige Arbeiten gar nicht erst ausführen lassen. Außerdem steht der Kompressor unter einem permanenten Hochdruck, und schaltet sich, um sich vor Überlastung zu schützen, oft ab. Das permanente an- und abschalten führt zu einem hohen Verschleiß.
  3. Liefermenge: Die Liefermenge definiert die Leistung.
  4. Füllvolumen/Luftvolumen: Um über 100 Liter Druckluft in der Minute zu erreichen, darf das Gefäß nicht zu klein sein. Schlagschrauben und Meißelarbeiten benötigen beispielsweise eine Füllmenge von mindestens 150 l/min. Die Füllleistung ist demzufolge die Menge an Druckluft (Luftmenge), die ein Kompressor als verdichtete Energie zur Verfügung stellt.
  5. Ansaugleistung: Die Grundregel lautet hier: Es muss 30 Prozent mehr Luft hineingepumpt werden können, als maximal wieder ausgestoßen wird.
  6. Druckbereich: Es gibt Kompressoren mit einem Arbeitsdruck zwischen 6 bar und über 10 bar. Das Einsatzgebiet bestimmt, wieviel davon benötigt wird. Ein hoher Druckbereich ist im gewerblichen Bereich üblich. Ein Kompressor, der für das Aufpumpen eines LKW Reifens eingesetzt werden soll, muss einen Arbeitsdruck von 16 bar erzeugen können.

Fragen für die richtige Kompressorauswahl

  • Dauer und Häufigkeit des Betriebes?
  • Passt die Füllleistung zur Art des Einsatzes?
  • Möchte ich einen neuen oder gebrauchten Kompressor - ggf. von einem bestimmten Hersteller?
Notwendige Kesselgröße?

Das benötigte Kesselvolumen des Luftkompressors ist abhängig von der Anwendung. Es gibt Kompressoren mit unterschiedlich großen Behältern die zwischen 20 l und 300 l Kesselinhalt auffassen. Ist der Kompressor im Dauerbetrieb wird ein Kompressor mit viel Kesselinhalt benötigt. Für Arbeiten wie bspw. das Lackieren reicht ein 20-l-Behälter. Für einige Arbeiten ist kein Gefäß notwendig.

Besonders geräuscharmes oder mobiles Modell nötig?

Wer ein besonders geräuscharmes Modell benötigt, der sollte auf die sogenannten Flüsterkompressoren zurückgreifen. Sie erreichen im Schnitt eine Lautstärke von 50 dB und sind somit 90 bis 98 Prozent leiser als handelsübliche Druckluftkompressoren.

Flüsterkompressor gibt es sowohl mit Ölwechsel als auch ohne Öl.

Anwendungsgebiete

DIY mit Kompressoren: Meine Werkstatt 2.0 und die Langzeiterfahrung mit meinem Kompressor

Nachfolgend sind einige Arbeitsbereiche aufgezeigt, in denen Kompressoren von Vorteil sind. Je nach Einsatzort unterscheidet sich auch die Art des Kompressors.

  • Innenausbau & Baustelle (Bauhandwerk und Renovierung): Handwerker, Heimwerker, die eine Gerät für zu Hause möchten, sowie Mitarbeiter aus der Produktion wählen Kompressoren als Druckluftwerkzeug. Sie erleichtern das Schrauben, Klammern, Nageln von Nägel und Schleifen (z. B. mit einem Druckluftnagler, Drucklufttacker und Meißelhämmer für Wanddurchbrüche)
  • Autowerkstatt: Schlagschrauber zum Lösen von Radmuttern beim Reifenwechsel, Druckluftgeräte (Luftkompressor) zum Messen des Reifendrucks und Aufpumpen des Autoreifens oder Fahrradreifens. Reifenfüllmesser.
  • Maler- und Lackierarbeiten: Vermeidung von Farbverläufen durch Druckluft-Spritzpistolen
  • Reinigung: Hockdruckvorwäsche durch Druckluftkompressoren zur Reinigung von Fahrzeugen oder einem Mauerwerk
  • Arztpraxen und Labore: Dentalkompressoren
  • Metallhandwerk und Metallindustrie
  • Kältetechnik: Kühlschränke und Klimaanlagen


Je nach Anwendung muss der Druckkessel entsprechend groß sein. Im Dauerbetrieb wird ein großer Druckkessel gewählt. Für den sporadischen Einsatz, beispielsweise zur Reifenbefüllung, reicht ein Druckluft Kompressor ohne Druckluftbehälter als Werkzeug. Für Lackierarbeiten hingegen, muss der Druckluftkessel ein Fassungsvermögen von mindestens 20 Liter haben.

Arten

Antrieb

Kompressoren können nach ihrer Antriebsart unterschieden werden. Druckluftkompressoren werden mit Strom angetrieben, während Benzin-Kompressoren mit Benzin arbeiten. Diese sind in der Anschaffung allerdings sehr teuer. Außerdem gibt es Akku-Kompressoren und Mini-Kompressoren, die über einen Zigarettenanzünder im Auto Strom erhalten können.

Ölgetriebene und ölfreie Druckluft Kompressoren

Außerdem werden Luftkompressoren anhand ölgetriebene und ölfreier Verdränger unterschieden. Im permanenten Betrieb, wie beispielsweise im Handwerk in einer Werkstatt, sind ölgeschmierte Druckluftkompressoren von Vorteil. Die mit Öl versetzte Luft ist bei drehenden und schlagenden Tätigkeiten kein Problem. Für Lakierarbeiten hingegen, können nur ölfreie Kompressoren eingesetzt werden.

Hermetische und offene Kompressoren

Ein weiterer Unterschied ergibt sich in der Kältetechnik. Dort werden nämlich sowohl vollhermetische und halbhermetische als auch offene Verdichter eingesetzt. Beim vollhermetischen Kompressor befinden sich der Motor und Verdichter des Kompressors zusammen mit dem Kältemittel in einem abgeschlossenen Gehäuse. Bei halbhermetische Kompressoren hingegen, befindet sich der Motor außerhalb des Gehäuses. Offene Verdichter werden wiederum von Riemen, Zahnrädern oder einem Getriebe angetrieben.

Nach Bauart werden verschiedene Arten von Kompressoren unterschieden, z. B.:

  • Verdrängerkompressoren
    • oszillierend
      • mit Kurbelbetrieb
        • Drehkolbenkompressor
        • Hubkolbenkompressoren
      • ohne Kurbelbetrieb
    • rotierend
      • einwellig
        • Spiralkompressor
        • Vielzellenkompressor
        • Flüssigkeitsringkompressor
        • Freikolbenkompressor
      • mehrwellig
  • Turbokompressoren
    • Axialkompressor
    • Radialkompressor

Weitere Bauformen

  • Flüssigkeitsringpumpe
  • Kolbenkompressor (wird meist elektrisch angetrieben)
  • ionischer Kompressor
  • Lamellenkompressor
  • Rotationskompressor
  • Taumelscheibenkompressor (Wobble-Plate)
  • Labyrinth-Kolben-Kompressor
  • Schiefscheibenkompressor (Swash-Plate)
  • Scrollkompressoren
  • Freikolbenmaschine
  • Membrankompressor
  • Seitenkanalkompressor