{"id":39873,"date":"2026-01-20T11:21:49","date_gmt":"2026-01-20T10:21:49","guid":{"rendered":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/?p=39873"},"modified":"2026-01-20T11:21:50","modified_gmt":"2026-01-20T10:21:50","slug":"companamic-skalierbare-kompakte-turboverdichter-fuer-die-oelfreie-gasverdichtung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mag.ebmpapst.com\/de\/branchen\/kaelte-klima\/companamic-skalierbare-kompakte-turboverdichter-fuer-die-oelfreie-gasverdichtung_39873\/","title":{"rendered":"Skalier\u00adbare, kompakte Turbo\u00adver\u00addichter f\u00fcr die \u00f6lfreie Gasver\u00addich\u00adtung"},"content":{"rendered":"\n

Hinsicht\u00adlich Bauraums, geringem Gewicht, hoher Effi\u00adzienz und langer Lebens\u00addauer sind elek\u00adtrisch ange\u00adtrie\u00adbene, gasge\u00adla\u00adgerte Turbo\u00adver\u00addichter hierf\u00fcr eine der besten L\u00f6sungen. Die neu entwi\u00adckelten \u00f6lfreien Turbo\u00adver\u00addichter Compa\u00adNamic von ebm-papst im Motor\u00adleis\u00adtungs\u00adbe\u00adreich von 10 kWe bis ca. 55 kWe erm\u00f6g\u00adli\u00adchen variable F\u00f6rder\u00admengen verschie\u00addener K\u00e4lte\u00admittel und kommen durch interne Volu\u00admen\u00adre\u00addu\u00adzie\u00adrung von 90 % mit deut\u00adlich weniger K\u00e4lte\u00admittel aus (Intro\u00adbild). Die Entwick\u00adlungen der Vari\u00adanten mit 10 kWe f\u00fcr R290 und R1234ze(E) eignen sich f\u00fcr viele Appli\u00adka\u00adti\u00adons\u00adge\u00adbiete. H\u00f6chste Gasrein\u00adheit durch Verzicht auf \u00d6lschmie\u00adrung und ein breites Einsatz\u00adspek\u00adtrum erfor\u00adderten aber inno\u00adva\u00adtive Ans\u00e4tze bei der \u00f6lfreien Lager\u00adtechnik, Aero\u00addy\u00adnamik, Moto\u00adren\u00adaus\u00adle\u00adgung und der Leis\u00adtungs\u00adelek\u00adtronik. Es wurden neue Methoden zur Pr\u00e4zi\u00adsi\u00adons\u00adbe\u00adar\u00adbei\u00adtung von Verdich\u00adtern und Gasla\u00adge\u00adrungen f\u00fcr die Ende 2028 geplante Gro\u00df\u00adse\u00adri\u00aden\u00adpro\u00adduk\u00adtion inte\u00adgriert.<\/p>\n\n\n\n

Die Aufgabe eines Verdich\u00adters f\u00fcr W\u00e4rme\u00adpumpen und K\u00e4lte\u00adtechnik besteht darin, K\u00e4lte\u00admittel m\u00f6glichst effi\u00adzient \u00fcber lange Zeit\u00adr\u00e4ume bei geringem Betriebs\u00adge\u00adr\u00e4usch zu verdichten. Idea\u00adler\u00adweise arbeitet er dabei \u00f6lfrei, so bleibt das System sauber, die Effi\u00adzienz der W\u00e4rme\u00ad\u00fcber\u00adtra\u00adgung steigt und Neben\u00adag\u00adgre\u00adgate wie \u00d6lab\u00adscheider, \u00d6lsumpf sowie der Konstruk\u00adti\u00adons\u00adauf\u00adwand f\u00fcr die \u00d6lr\u00fcck\u00adf\u00fch\u00adrung entfallen (Bild 1). Je nach Anwen\u00addungs\u00adge\u00adbiet m\u00fcssen die Verdichter und vor allem ihre Lage\u00adrung sowohl bei Dauer\u00adlauf als auch bei Start-Stopp-Zyklen \u00fcber viele Jahre m\u00f6glichst wartungs\u00adfrei arbeiten. Auch sollen die Endge\u00adr\u00e4te so klein und leicht wie m\u00f6glich ausfallen, sodass kompakte und dyna\u00admi\u00adsche PFAS-freie Verdichter gefragt sind, die in belie\u00adbiger Einbau\u00adlage zu montieren sind, ohne auf einen \u00d6lr\u00fcck\u00adlauf achten zu m\u00fcssen. W\u00e4hrend Antrieb und Lage\u00adrung f\u00fcr eine gro\u00dfe Band\u00adbreite an K\u00e4lte\u00admit\u00adteln nahezu gleich\u00adbleiben k\u00f6nnen, muss die Aero\u00addy\u00adnamik mitunter stark an das einge\u00adsetzte Gas ange\u00adpasst werden. <\/p>\n\n\n\n

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Bild 1: Idea\u00adler\u00adweise arbeitet der Verdichter \u00f6lfrei, so bleibt das System sauber, die Effi\u00adzienz der W\u00e4rme\u00ad\u00fcber\u00adtra\u00adgung steigt und Neben\u00adag\u00adgre\u00adgate wie \u00d6lab\u00adscheider, \u00d6lsumpf sowie der Konstruk\u00adti\u00adons\u00adauf\u00adwand f\u00fcr die \u00d6lr\u00fcck\u00adf\u00fch\u00adrung entfallen. (Bild | ebm-papst)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

In der Praxis konnten die Entwickler durch den Einsatz hoch\u00addre\u00adhender Innen\u00adl\u00e4u\u00adfer\u00admo\u00adtoren sehr kompakte Verdichter mit 10 kWe bei nur 130 mm Durch\u00admesser und 300 mm L\u00e4nge bei nur 6 kg Gewicht aufbauen. Gleich\u00adzeitig konnte durch eine interne Volu\u00admen\u00adre\u00addu\u00adzie\u00adrung auf nur noch 400 ccm bei dem ebm-papst Verdichter P3 \u2013 gegen\u00ad\u00fcber herk\u00f6mm\u00adli\u00adchen Verdich\u00adtern mit ca. 5000 ccm \u2013 die n\u00f6tige K\u00e4lte\u00admit\u00adtel\u00admenge dras\u00adtisch redu\u00adziert werden. Durch den \u00d6lver\u00adzicht ist der W\u00e4rme\u00ad\u00fcber\u00adgang durch die fehlende Ober\u00adfl\u00e4\u00adchen\u00adbe\u00adnet\u00adzung mit Schmier\u00adstoff (\u00d6l inklu\u00adsive Addi\u00adtive) in den W\u00e4rme\u00adtau\u00adschern besser und die Druck\u00adver\u00adluste sind mini\u00admiert. Zudem gibt es keine \u00d6lver\u00adschmut\u00adzung und Effi\u00adzi\u00adenz\u00adde\u00adgra\u00addie\u00adrung der W\u00e4rme\u00adtau\u00adscher wegen \u00d6l \u00fcber die Lebens\u00addauer. \u00d6lwar\u00adtung und \u00d6lhand\u00adha\u00adbungs\u00adein\u00adrich\u00adtungen entfallen, da nur reines K\u00e4lte\u00admittel im Umlauf ist. Die perfekt ausba\u00adlan\u00adcierten rotie\u00adrenden Teile ergeben einen vibra\u00adti\u00adons\u00adfreien, leisen Lauf. Der Schall\u00adleis\u00adtungs\u00adpegel liegt bei rund 60 dB(A). Um das zu errei\u00adchen, sind fort\u00adschritt\u00adliche tech\u00adni\u00adsche L\u00f6sungen in vielen Teil\u00adbe\u00adrei\u00adchen n\u00f6tig.<\/p>\n\n\n\n

Das Schl\u00fcs\u00adsel\u00adele\u00adment ist die Aero\u00addy\u00adnamik<\/h2>\n\n\n\n

Die unter\u00adschied\u00adli\u00adchen Anfor\u00adde\u00adrungen der einge\u00adsetzten Heiz- bzw. K\u00fchl\u00adtechnik bestimmen die Verdich\u00adter\u00adgr\u00f6\u00dfe. Eine Motor\u00adleis\u00adtung von 10 kWe f\u00fcr die K\u00e4lte\u00admittel R290 und R1234ze(E) macht den Anfang im Produkt\u00adport\u00adfolio. Diese eignet sich beson\u00adders f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Geb\u00e4ude oder indus\u00adtri\u00adelle Anwen\u00addungen. Um die unter\u00adschied\u00adli\u00adchen Anfor\u00adde\u00adrungen resul\u00adtie\u00adrend aus der Enve\u00adlope an Druck\u00adver\u00adh\u00e4ltnis und Massen\u00adstrom effi\u00adzient abzu\u00adde\u00adcken, muss die gesamte Band\u00adbreite an Ausle\u00adgungs\u00adm\u00f6g\u00adlich\u00adkeiten der Rad- und Schau\u00adfel\u00adgeo\u00adme\u00adtrie genutzt werden. Dabei werden die SCOP (Seasonal Coef\u00adfi\u00adcient of Perfor\u00admance) Punkte aus unter\u00adschied\u00adli\u00adchen Appli\u00adka\u00adtionen genutzt. Au\u00dferdem ist gerade bei kleinen Lauf\u00adrad\u00addurch\u00admes\u00adsern die Redu\u00adzie\u00adrung der auftre\u00adtenden Schau\u00adfel\u00adspalt\u00adver\u00adluste auf ein tech\u00adnisch m\u00f6gli\u00adches Minimum entschei\u00addend. Dadurch wird eine sehr effi\u00adzi\u00adente Aero\u00addy\u00adnamik sicher\u00adge\u00adstellt.<\/p>\n\n\n\n

Die H\u00fcll\u00adkurve (Enve\u00adlope) (Bild 2 und 3) beschreibt die Einsatz\u00adgrenzen. Die X-Achse ist die Verdamp\u00adfungs\u00adtem\u00adpe\u00adratur und die Y-Achse stellt die Verfl\u00fcs\u00adsi\u00adgungs\u00adtem\u00adpe\u00adratur dar. Dabei braucht man f\u00fcr die MidLift und High\u00adLift Vari\u00adanten h\u00f6here Druck\u00adver\u00adh\u00e4lt\u00adnisse und daher 2-stufige L\u00f6sungen. F\u00fcr die LowLift Version ist eine 1-stufige L\u00f6sung ausrei\u00adchend. Die Kenn\u00adfelder wurden nach der Simu\u00adla\u00adtion auch im neuen, hoch\u00admo\u00addernen ebm-papst eigenen Verdichter-Pr\u00fcf\u00adfeld gemessen, veri\u00adfi\u00adziert und opti\u00admiert. Aus dem Kern\u00adge\u00adsch\u00e4ft der Venti\u00adla\u00adtoren steht zudem bereits ein leis\u00adtungs\u00adf\u00e4\u00adhiges Umwelt\u00ader\u00adpro\u00adbungs-Test\u00adzen\u00adtrum zur Verf\u00fc\u00adgung. Hier werden die Verdichter einer Lang\u00adzeit\u00adpr\u00fc\u00adfung unter\u00adzogen.<\/p>\n\n\n\n

Lage\u00adrungs\u00adtech\u00adno\u00adlogie<\/h2>\n\n\n\n

Die hohe Leis\u00adtung und Dynamik der Einheiten in Bezug zu ihrer Gr\u00f6\u00dfe erfor\u00addern ein ausge\u00adkl\u00fc\u00adgeltes Lager\u00adsystem. Die Tabelle (Bild 4) zeigt die Unter\u00adschiede der hoch\u00addre\u00adhenden Lager\u00adtech\u00adno\u00adlo\u00adgien mit Schwer\u00adpunkt auf Radi\u00adal\u00adla\u00adgern. G\u00fcns\u00adtige Gleit- und Kugel\u00adlager haben bei hohen Dreh\u00adzahlen nur eine kurze Lebens\u00addauer und k\u00f6nnen zudem das Gas mit \u00d6l oder Fett verun\u00adrei\u00adnigen. Magnet- und Gaslager dagegen arbeiten prak\u00adtisch ohne Verschlei\u00df. Magne\u00adti\u00adsche Lager sind aller\u00addings noch sehr teuer \u2013 Gaslager sind daher ein guter Kompro\u00admiss. Insbe\u00adson\u00addere hydro\u00addy\u00adna\u00admisch starre Gaslager erm\u00f6g\u00adli\u00adchen im Vergleich zu Foli\u00aden\u00adla\u00adgern eine pr\u00e4zise Posi\u00adtio\u00adnie\u00adrung der Welle, dies erlaubt im Betrieb das Einstellen eines mini\u00admalen Schau\u00adfel\u00adspalts zwischen Schau\u00adfeln und Volute f\u00fcr eine beson\u00adders effi\u00adzi\u00adente Str\u00f6\u00admungs\u00adma\u00adschine. Im Betrieb schwebt die Welle auf einem Polster des verdich\u00adteten Arbeits\u00adgases. Gleit- und K\u00fchl\u00admittel entfallen und eine m\u00f6gliche Verun\u00adrei\u00adni\u00adgung durch zus\u00e4tz\u00adliche Stoffe wird vermieden. Die K\u00e4lte\u00admittel bleiben absolut rein. Eine geeig\u00adnete Mate\u00adri\u00adal\u00adaus\u00adwahl bzw. Hart\u00adbe\u00adschich\u00adtung der Lage\u00adr\u00adober\u00adfl\u00e4\u00adchen sorgt f\u00fcr einen prak\u00adtisch verschlei\u00df\u00adfreien Start bzw. Rotor\u00adaus\u00adlauf. Grund\u00ads\u00e4tz\u00adlich sind die ebm-papst Verdichter auf eine Lebens\u00addauer von ca. 150.000 Stunden und mehr als eine Mio. Start-Stopps ausge\u00adlegt.<\/p>\n\n\n

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Bild 2: Verdich\u00adte\u00adren\u00adve\u00adlope f\u00fcr R290. (Bild | ebm-papst)<\/p><\/div>\n

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Bild 3: Verdich\u00adte\u00adren\u00adve\u00adlope f\u00fcr R1234ze(E). (Bild | ebm-papst)<\/p><\/div>\n<\/div>\n\n\n

Effi\u00adzi\u00adenter Motor mit kompakten Abmes\u00adsungen<\/h2>\n\n\n\n

Die Motor\u00adleis\u00adtung defi\u00adniert sich als Produkt aus Dreh\u00admo\u00adment und Dreh\u00adzahl, weshalb hohe Leis\u00adtungen durch hohe Dreh\u00adzahlen auch mit einem kompakten Elek\u00adtro\u00admotor erreicht werden k\u00f6nnen. Trotz kleinem Dreh\u00admo\u00adment leisten die kompakten, hoch\u00addre\u00adhenden Innen\u00adl\u00e4u\u00adfer\u00admo\u00adtoren 10 kWe bei ca. 160.000 U\/min und gr\u00f6\u00dfere Vari\u00adanten bis 55 kWe bei ca. 60.000 U\/min. Die High\u00adSpeed-Antriebe erfor\u00addern jedoch eine exakt ange\u00adpasste Geome\u00adtrie von Stator und Perma\u00adnent\u00adma\u00adgnet-Rotor, da es sonst zu erheb\u00adli\u00adchen Eisen-, Kupfer- und Rotor\u00adver\u00adlusten kommt, die durch frequenz\u00adbe\u00addingte Effekte zus\u00e4tz\u00adlich gestei\u00adgert werden. H\u00f6here Span\u00adnungen erlauben klei\u00adnere Kupfer\u00adquer\u00adschnitte, stellen aber erh\u00f6hte Anfor\u00adde\u00adrungen an die Wick\u00adlungs\u00adiso\u00adla\u00adtion. Um die entste\u00adhende Abw\u00e4rme abzu\u00adf\u00fchren, wurden unter\u00adschied\u00adliche K\u00fchlungs\u00adkon\u00adzepte entwi\u00adckelt. Glei\u00adches gilt f\u00fcr die Leis\u00adtungs\u00adelek\u00adtronik.<\/p>\n\n\n\n

Leis\u00adtungs\u00adelek\u00adtronik f\u00fcr Schnell\u00adl\u00e4ufer<\/h2>\n\n\n\n

Die Leis\u00adtungs\u00adelek\u00adtronik muss den Betriebs\u00adbe\u00addin\u00adgungen ange\u00adpasst sein. Bei den Verdich\u00adtern kann sie die gro\u00dfe Band\u00adbreite der Versor\u00adgungs\u00adspan\u00adnung nutzen und erlaubt durch einen modu\u00adlaren Aufbau der Endstufen eine gute Leis\u00adtungs\u00adska\u00adlie\u00adrung. So sind die \u00fcbli\u00adchen Netz\u00adspan\u00adnungen von ca. 320V bis 480V 3 phasig AC. Die hohe Dreh\u00adzahl der Innen\u00adl\u00e4u\u00adfer\u00admo\u00adtoren erfor\u00addert f\u00fcr die Rege\u00adlung in Puls\u00adweiten- oder Puls\u00adam\u00adpli\u00adtu\u00adden\u00admo\u00addu\u00adla\u00adtion Str\u00f6me mit Frequenzen bis \u00fcber 100 kHz, die die Leis\u00adtungs\u00adend\u00adstufen zuver\u00adl\u00e4ssig bereit\u00adstellen m\u00fcssen. F\u00fcr alle Kompo\u00adnenten gilt es, auch bei Teil\u00adlast einen m\u00f6glichst hohen Wirkungs\u00adgrad von mehr als 97 % zu errei\u00adchen und die g\u00e4ngigen Normen bzw. Anwen\u00adder\u00advor\u00adgaben, z. B. f\u00fcr Ober\u00adwellen, m\u00fcssen einge\u00adhalten werden.<\/p>\n\n\n\n

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