Kompressor Ratgeber Test & Vergleich 2023
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Der Kompressor, gemeinhin auch Verdichter genannt, gilt als Fluidenergiemaschine und wird zum Komprimieren von Gasen verwendet. Dabei werden allerdings Ventilatoren und ähnliche Maschinen, die eine geringe Verdichtung als Nebeneffekt aufweisen, nicht zu den Kompressoren gezählt.
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Grundlagen des Komprimierens
Wenn man das Volumen eines Gases zusammendrückt, nennt man dies verdichten bzw. komprimieren. Dementsprechend heißen entsprechende Geräte Kompressoren oder Verdichter. Während des Verdichtungsvorganges gilt es, ein vorhandenes Ansaugvolumen (V1 genannt) in Kombination mit dem Betriebsdruck (p1 genannt) zu einem kleineren Volumen (V2) zusammenzupressen. Der erhöhte Druck im kleineren Volumen V2 sorgt während des Verdichtungsprozesses für ein Erwärmen des Gases.
Außerdem ist es wichtig, den Druckzustand zum Volumenstrom anzugeben. Das liegt daran, dass das Volumen sich während der Verdichtung deutlich verringert. Dazu dienen die üblichen Angaben Saugvolumenstrom (der sich auf Saugdruck p1 bezieht), Austrittvolumenstrom (der sich wiederrum auf den Enddruck des Volumens p2 bezieht) und der Normvolumenstrom (der sich auf den Normalzustand des Gases P bezieht). Bei Verdichtungsvorgängen mit konstanter Temperatur gilt das Boyle-Bariottesche-Gesetz.
Es muss zudem bei der Anwendung des besagten Gesetzes darauf geachtet werden, dass p1 und p2 als absolute Drücke gelten und alle Druckangaben sich auf die pneumatischen Anlagen gegenüber dem atmosphärischen Druck beziehen. Sollte dies nicht so sein, gilt es die Druckangaben besonders zu Kennzeichnen.
Betriebsdruck und Liefermenge
Um einen Verdichter zu kennzeichnen, dienen der erreichbare Druck und die angegebene Liefermenge. Dabei gilt als Liefermenge das als Zeiteinheit abgegebene Luftvolumen. Bei kleinen Anlagen erfolgt die Angabe in Litern/min, bei großen Anlagen in m³/min. Außerdem ist die theoretische Ansaugleistung des Produktes (aus Drehzahl und Hubvolumen entstehend) häufig Irreführend, da so nichts über die tatsächliche Fördermenge ausgesagt wird — das liegt daran, dass der volumetrische Füllungsgrad so völlig vergessen wird. Daher sollte man diese Angabe meiden, sofern präzise Angaben von Nöten sind.
Die verschiedenen Kenngrößen
Als Kenngröße gibt es einerseits die Liefermenge, welche für das Volumen des abgegebenen Fluids je Zeiteinheit gilt. Außerdem den Betriebsdruck, der den maximalen erreichbaren Überdruck beschreibt. Auch angegeben wird das Druckverhältnis, das den Enddruck und Saugdruck beschreibt. Außerdem gibt es noch den Liefergrad, der das Verhältnis zwischen gefördertem und theoretischem Volumenstrom widergibt.
Verschiedene Formen des Kompressors
- Kolbenverdichter
Kolbenkompressoren arbeiten nach dem Verdrängerprinzip. So wird das Gas in einem Volumen-Zylinder gekapselt, anschließend verdichtet und wieder ausgestoßen. Diese Kompressoren haben geringe Volumenströme, arbeiten zyklisch und weisen hohe Druckverhältnisse auf. Im Grunde handelt es sich bei einem Hubkolbenmotor also um einen selbstantreibenden Kolbenverdichter. - Schraubenkompressoren
Schraubenverdichter gehören zu den rotierenden, zweiwelligen Verdrängerverdichtern. Sie haben eine innere Verdichtung, die einfach aufgebaut ist und kleine Abmessungen hat. Insgesamt gilt der Schraubenkompressor als Verdichter mit einer geringen Masse, der eine gleichmäßige und pulsationsfreie Förderung ermöglicht. Das liegt daran, dass ihm oszillierende Massen und Steuerorgane fehlen. Er kann bis zu 30 bar Überdruck erreichen. Den Schraubenkompressor gibt es bereits seit 1878, aber erst 1930 gab es die ersten funktionsfertigen Modelle, da es bis zu diesem Zeitpunkt an den notwendigen Materialien zum Bau mangelte. - Turbokompressoren
Der Turboverdichter zeichnet sich durch einen rotierenden Läufer aus, der den Gesetzen der Strömungsmechanik folgt und so strömende Fluid Energie zugesetzt wird. Er ist dazu im Stande, kontinuierlich zu arbeiten und weist eine sehr geringe Druckerhöhung pro Stufe und Volumendurchsatz auf. Gleichzeitig bietet die Möglichkeit, sowohl Radial- als auch Axialverdichter einzusetzen, da beide Bauarten typisch sind. Diese Kompressoren finden vor allem im Abgasturboloader Anwendung (meist als Radialverdichter) sowie in Stahltriebwerken (meist als Axialverdichter). Beim Turboverdichter erhöht sich der Druck nicht durch einen verengbaren Kanalquerschnitt, sondern durch von Schaufeln eingenommene Zwischenräume in Form eines Diffusors. - Weitere Verdichter
Außerdem gibt es noch die Flüssigkeitsringpumpe, den Hubkolbenverdichter, den ionischen Verdichter, den Lamellenkompressor, Rotationskompressoren, Taumelscheibenverdichter, Labyrinth-Kolben-Verdichter, Schraubenverdichter, Roots-Gebläse, Schiefscheibenverdichter, Scrollkompressoren, Junkers-Freikolbenverdichter (auch Freikolbenmaschine genannt), Membrankompressoren und Seitenkanalkompressoren.
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