Wie lässt sich feststellen, ob ein Kompressorenöl energiesparend ist?

Die Schaffung von „goldenen und silbernen Bergen“ sowie von „grünem Wasser und grünen Bergen“ ist zum Ziel von Produktionsunternehmen geworden. Um Energieeinsparung und Emissionsreduzierung erfolgreich umzusetzen, benötigen Unternehmen nicht nur energieeffizientere und umweltfreundlichere Anlagen, sondern auch Hochleistungsschmierstoffe. Dies senkt nicht nur die Energiekosten, sondern reduziert auch die CO₂-Emissionen.

LuftkompressorEin Druckluftgenerator wandelt mechanische Energie in Gasdruckenergie um. Er erzeugt Druckluft und findet in verschiedenen Bereichen Anwendung, beispielsweise zur Druckluftversorgung, zur Steuerung von Automatisierungsanlagen und zur Belüftung von Untertagegängen. Weit verbreitet ist er im Bergbau, in der Textilindustrie, der Metallurgie, im Maschinenbau, im Bauwesen, in der Petrochemie und weiteren Branchen. Er ist eine unverzichtbare Schlüsselkomponente für die Produktion und den Betrieb vieler Unternehmen.

Die Funktion vonLuftkompressorDer Kompressor ist sehr leistungsstark und kann als Vorzeigeprodukt in der Unternehmensproduktion bezeichnet werden, sein Energieverbrauch sollte jedoch nicht unterschätzt werden. Studien zufolge kann der Stromverbrauch von Kompressorsystemen 15 % bis 35 % des Gesamtstromverbrauchs gasbetriebener Unternehmen ausmachen; an den gesamten Lebenszykluskosten eines Kompressors entfallen etwa drei Viertel auf den Energieverbrauch. Daher ist die Verbesserung der Energieeffizienz von Kompressoren besonders wichtig für die Energieeinsparung und die Reduzierung von CO₂-Emissionen in Unternehmen.

Betrachten wir die wirtschaftlichen Vorteile der Energieeinsparung durch Kompressoren anhand einer einfachen Berechnung: Nehmen wir einen 132-kW-Kompressor.SchraubenkompressorNehmen wir als Beispiel den Betrieb unter Volllast. 132 kW entsprechen 132 Kilowattstunden (kWh) Strom pro Stunde. Der Stromverbrauch für einen Tag unter Volllast beträgt 132 kWh multipliziert mit 24 Stunden, also 3168 kWh. Der Stromverbrauch für ein Jahr beläuft sich somit auf 1.156.320 kWh. Bei einem Preis von 1 Yuan pro Kilowattstunde (kWh) betragen die jährlichen Stromkosten eines 132-kW-Schraubenkompressors unter Volllast 1.156.320 Yuan. Bei einer Energieeinsparung von 1 % könnten jährlich 11.563,2 Yuan eingespart werden; bei einer Energieeinsparung von 5 % wären es 57.816 Yuan.

Als Lebenselixier von Maschinen im Betrieb kann Schmieröl durch Leistungssteigerung Energie sparen, was im Anwendungsbereich von Verbrennungsmotoren nachgewiesen wurde. Durch Schmierung lässt sich der Kraftstoffverbrauch von Verbrennungsmotoren effektiv um 5–10 % pro 100 Kilometer senken. Studien haben gezeigt, dass über 80 % des Verschleißes und der Energieverluste von Maschinen in Phasen häufigen Startens und Stopps sowie des kontinuierlichen Betriebs bei hohen und niedrigen Temperaturen auftreten. Der Autor ist der Ansicht, dass zur Reduzierung des Verschleißes und zur Verbesserung der Energieeffizienz durch Schmierung diese drei Schlüsselfaktoren berücksichtigt werden müssen.

Aktuell verfügt jeder OEM über eigene Prüfstände, die die tatsächlichen Betriebsbedingungen der Geräte direkter simulieren können. Die im Prüfstand ermittelten Verschleißreduzierungen und Energieeinsparungen entsprechen eher den realen Arbeitsbedingungen. Da Prüfstände jedoch oft kostspielig sind, ist der Autor der Ansicht, dass eine Vorverlagerung der Bewertung von Verschleißreduzierungen und Energieeinsparungen in die Laborphase Kosten sparen und die Effizienz der Prüfstände der OEMs steigern könnte.

Allerdings gibt es in der Industrie keine spezielle Methode zur Bewertung des Energiespareffekts von Kompressorenöl. Der Autor ist jedoch der Ansicht, dass sich der Energiespareffekt von Kompressorenöl im Labormaßstab mithilfe der folgenden Experimente anhand langjähriger Forschungsergebnisse zu Verbrennungsmotorenölen bewerten lässt.

1. Viskositätsbewertung

Die Viskosität ist ein entscheidender Indikator für Schmieröl, und es gibt viele Möglichkeiten, sie auszudrücken.

Die kinematische Viskosität ist die gebräuchlichste Viskositätsgröße und gibt Aufschluss über die Fließfähigkeit und die inneren Reibungseigenschaften einer Flüssigkeit. Mithilfe ihrer Messung lassen sich die Fließfähigkeit und die Schmierleistung bei verschiedenen Temperaturen beurteilen.

Die Brookfield-Rotationsviskosität ist ein von der Familie Brookfield in den USA entwickeltes Messverfahren, das auch seinen Namen trägt. Es nutzt die einzigartige Beziehung zwischen Scherung und Widerstand zwischen Rotor und Fluid zur Bestimmung des Viskositätswertes, bewertet die Rotationsviskosität des Öls bei verschiedenen Temperaturen und ist ein gängiger Indikator für Getriebeöl.

Die scheinbare Viskosität bei niedrigen Temperaturen ist der Quotient aus Scherspannung und Schergeschwindigkeit bei einem bestimmten Geschwindigkeitsgradienten. Sie ist ein gängiges Viskositätsbewertungskriterium für Motorenöle und korreliert gut mit dem Kaltstartverhalten des Motors. Zudem kann sie auf Fehler hinweisen, die durch unzureichende Pumpleistung des Motorenöls bei niedrigen Temperaturen verursacht werden.

Die Tieftemperatur-Pumpviskosität beschreibt die Fähigkeit der Ölpumpe, Öl unter niedrigen Temperaturen an die einzelnen Reibungsflächen zu fördern. Sie ist ein gängiger Indikator zur Viskositätsbewertung von Motorenölen und steht in direktem Zusammenhang mit dem Kaltstartverhalten, dem Verschleißverhalten beim Kaltstart und dem Energieverbrauch während des Startvorgangs.

2. Verschleißbewertung

Schmierung und Reibungsminderung zählen zu den wichtigsten Eigenschaften von Schmierölen. Die Verschleißprüfung ist die direkteste Methode, um die Verschleißschutzleistung von Ölprodukten zu bewerten. Das gebräuchlichste Prüfverfahren ist der Vierkugel-Reibungsprüfer.

Der Vierkugel-Reibungsprüfer bewertet die Tragfähigkeit von Schmierstoffen anhand der Gleitreibung unter Punktkontaktdruck. Dabei werden die maximale Last ohne Fressen (PB), die Sinterlast (PD) und der Gesamtverschleißwert (ZMZ) ermittelt. Alternativ können Langzeitverschleißtests durchgeführt, die Reibung gemessen, Reibungskoeffizienten und Verschleißfleckgrößen berechnet werden. Mit speziellem Zubehör lassen sich auch Endverschleißtests und simulierte Verschleißtests an Werkstoffen durchführen. Der Vierkugel-Reibungstest ist ein sehr anschaulicher und wichtiger Indikator zur Bewertung der Verschleißfestigkeit von Ölprodukten. Er eignet sich zur Bewertung verschiedener Industrieöle, Getriebeöle und Metallbearbeitungsöle. Je nach Anwendungsbereich der Schmieröle können unterschiedliche Bewertungskriterien ausgewählt werden. Neben der direkten Erfassung von Verschleiß- und Hochdruckdaten lassen sich Stabilität, Gleichmäßigkeit und Kontinuität des Ölfilms durch Beobachtung des Verlaufs und der Linienform der Reibungskurve während des Versuchs intuitiv beurteilen.

Darüber hinaus sind Mikrobewegungsverschleißtests, Mikropitting-Tests sowie Zahnrad- und Pumpenverschleißtests allesamt wirksame Mittel zur Bewertung der Verschleißfestigkeit von Ölprodukten.

Durch verschiedene Verschleißschutzleistungstests lässt sich die Verschleißminderungsfähigkeit des Öls direkt ablesen, was gleichzeitig das direkteste Feedback zur Bewertung der Energiesparwirkung des Schmieröls darstellt.