Einen energieeffizienteren, ölfreien Kompressor mit Wasserkühlung, der um 37 % kleiner ist als herkömmliche zweistufige Maschine, hat Gardner Denver entwickelt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen ölfreien Kompressoren, die über einen Einzelmotor und ein mechanisches Getriebe zum Antrieb der Nieder- und Hochdruckseite verfügen, nutzt Ultima das U-Drive-Konzept – zwei hocheffiziente Permanentmagnetmotoren als Ersatz für Getriebe und Einzelmotor. Diese von einem Umrichter angetriebenen Motoren mit variabler Drehzahl können Drehzahlen von bis zu 22.000 U/min und höhere Wirkungsgrade als IE4-Motoren erreichen.

Verdichterstufen einzeln antreiben
Bei herkömmlichen drehzahlgeregelten Kompressoren, die eine hohe Energieeffizienz bieten, sind die beiden Verdichterstufen mechanisch miteinander verbunden, sodass sie gleichzeitig beschleunigen und verlangsamen müssen. Bei Ultima hingegen wurden Getriebe und Einzelmotor vollständig entfernt und durch zwei U-Drives ersetzt, die von zwei separaten Umrichtern versorgt werden. Dadurch wird nun jede Verdichterstufe einzeln und unabhängig angetrieben, um eine noch höhere Leistung zu erzielen. Ein intelligentes Digitalgetriebe überwacht die Drehzahlen der einzelnen Verdichter und passt sie kontinuierlich an, um jederzeit einen maximalen Wirkungsgrad und optimale Druckverhältnisse zu gewährleisten.
Darüber hinaus führt die Konstruktion des Kompressors zu einer deutlich verringerten Reibung, wodurch ein ölfreier Kompressor mit optimalem Wirkungsgrad über den gesamten Regelbereich ermöglicht wird. Ulrich Thomes, Senior Technical Engineer von Gardner Denver, der das Engineering Team leitete, meint dazu: „ U-Drive ist ein wahrer Motor der nächsten Generation und das Ergebnis einer dreijährigen Entwicklung. Wir glauben, dass es sich hierbei um eine der fortschrittlichsten Kompressor-Antriebskonzepte handelt.“

Maximale Energierückgewinnung
Etwa 94 % der Kompressorenergie wird in Wärme umgewandelt, die ungenutzt in die Atmosphäre entweicht, wenn sie nicht eingefangen wird. Ultima verwendet einen geschlossenen Wasserkühlkreislauf, um möglichst viel Energie aus dem gesamten Kompressorpaket zurückzugewinnen. Dabei wird die Wärme direkt aus den großen Komponenten (z. B. Motoren, Wechselrichter, Verdichter und Ölkreislauf) gewonnen.
Dies führt zu einer Verbesserung der Wärmerückgewinnung um bis zu 12 % im Vergleich zu einem herkömmlichen zweistufigen ölfreien Kompressor, sodass ein noch höherer Wirkungsgrad erzielt werden kann. Darüber hinaus fungiert Ultima auch als hocheffizienter Wassererhitzer, der das in den Kompressor strömende kalte Wasser erwärmt, das anschließend für weitere Anwendungen genutzt werden kann.
Für einen maximalen Wirkungsgrad muss die in den Kompressor strömende Luft so kühl und dicht wie möglich sein. Bei der Entwicklung von Ultima wurde deshalb darauf geachtet, dass keine warme Luft in den Kompressorraum geleitet wird. Stattdessen wird die warme Luft im Maschinengehäuse verarbeitet, mithilfe eines Wärmetauschers gekühlt und anschließend über den Grundrahmen um den Kompressor herum zurückgeleitet. Auf diese Weise wird keine Wärme verschwendet, Staub- oder Fremdkörper können nicht in den Kompressor eindringen und die Ansaugluft bleibt kühl. Dies trägt auch zu einer deutlichen Verkürzung der Einbauzeit und der Kosten bei, da keine zusätzlichen Kanäle benötigt werden.
Mit einem Geräuschpegel von lediglich 69 dB(A) ist Ultima extrem leise. Das bedeutet, dass Ultima leicht am Einsatzort installiert werden kann und keinen separaten Kompressorraum benötigt. Es müssen keine Rohre eingebaut und gewartet werden, wodurch der Wirkungsgrad zusätzlich erhöht wird.