Vor 40 Jahren brachte Bitzer die ersten Schraubenverdichter auf den Markt. Was Anfang der 1980er Jahre eine technologische Neuheit war und für Aufsehen sorgte, ist heute weltweit Standard in der Branche. „Natürlich war alles streng geheim“, erinnert sich Hermann Renz, zu der Zeit Leiter der Technischen Kundenberatung und eng an der Entwicklung beteiligt. „Manche Kollegen waren skeptisch, ob die Effizienzanforderungen erreichbar wären und sich die hohen Investitionen auszahlen würden. Aber der Erfolg hat uns Recht gegeben.“
Mut zum Fortschritt
Mit Blick auf den Trend zu Verdichtern in höheren Leistungsbereichen entschied sich der damalige Technische Leiter Bert Stenzel mit seinem Entwicklungsteam für eine Erweiterung des Produktportfolios, das bislang im oberen Leistungssegment 4- und 6-Zylinder-Hubkolbenverdichter umfasste, um die innovative Schraubenverdichter-Technik.
„Kleinere Schraubenverdichter unterhalb etwa 300 m3/h Fördervolumen waren zuvor nur in der Luftverdichtertechnik üblich – für die Kältetechnik waren sie Neuland“, so Hermann Renz. „Aber die Firmenleitung um Peter Schaufler erkannte das Potenzial und vertraute dem Team. Wir waren euphorisch.“
Mit Zweiwellen-Schraubenverdichtern waren nicht nur größere Fördervolumina möglich – sie eigneten sich beim Einsatz von Ölkühlung auch im Betrieb mit hohen Druckverhältnissen besonders gut für das damals überwiegend verwendete Kältemittel R22. Durch die geringe Zahl bewegter Teile versprachen Schraubenverdichter außerdem einen geringen Wartungsaufwand. Darüber hinaus zeigten bereits die ersten Messungen das zu erwartende stabile Leistungsverhalten über den gesamten Anwendungsbereich. In der offenen Bauart mit Ölkühlung waren die Verdichter auch optimal für Ammoniak geeignet − von Klima- bis Tiefkühlung sowie in Wärmepumpen.
Zusammen mit der Firma Kaeser in Coburg entwickelte Bitzer eigene, für Kältemittel-Schraubenverdichter neuartige Rotorprofile. Damit konnte für den betreffenden Leistungsbereich eine deutliche Effizienzverbesserung erzielt werden. Die ersten Tests mit offenen Prototypverdichtern waren erfolgreich, aber für die Produktion war noch viel handwerkliches Geschick nötig: „Die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit waren sehr hoch, daher mussten wir anfangs jedes Gehäuse individuell an die gepaarten Rotoren anpassen“, erinnert sich Michael Loichinger. Er leitet heute den Prototypenbau – 1983 war er frisch eingestellt worden und wurde gleich mit der Montage der ersten Schraubenverdichter beauftragt.
Bild: Bitzer
Rasante Entwicklung der Schraubenverdichter
Die ersten halbhermetischen HS-Schraubenverdichter sowie die ersten offenen OS-Schraubenverdichter wurden schließlich nach viel Entwicklungsarbeit erstmals im Jahr 1983 auf der IKK-Messe in Nürnberg der Weltöffentlichkeit vorgestellt (Bild 2). „Das war schon ein Schlager“, erinnert sich Hermann Renz. „Die Branchenexperten haben erstmal geschmunzelt, denn es schien unrealistisch, dass man bei den relativ kleinen Verdichtern die nötige Genauigkeit in der Serienproduktion erreichen konnte.“
Denn die einzuhaltenden Toleranzen waren viel enger als bei Hubkolbenverdichtern – aber neu entwickelte Fertigungszentren und Werkzeuge für die Gehäusebearbeitung sowie eine leistungsfähige 3D-Messmaschine zur Fertigungskontrolle machten es möglich. Für höchste Präzision wurde die finale Bearbeitung der Rotoren schon früh von der bis dahin üblichen Methode des Feinfräsens auf ein spezielles Schleifverfahren umgestellt.
Weiterentwicklung des Verdichterportfolios
Nach der Präsentation auf der Messe gehörte es zu Hermann Renz’ Aufgaben, Kunden für die ersten Feldtests zu gewinnen. Bei jeder ersten Inbetriebnahme war ein Experte von Bitzer vor Ort, denn die Anlagen waren für alle neu und erforderten besondere Maßnahmen beim Verdichteranlauf und bei der Anlagensteuerung. Mit den Erfahrungen aus dem Feld gingen die Ingenieure in die Montagehalle und zur Entwicklung zurück, um Produkte und Prozesse kontinuierlich zu optimieren.
„Am Anfang haben wir zu zweit nur wenige Schraubenverdichter pro Woche gebaut und verschiedene Bauteile selbst gefertigt“, erinnert sich Michael Loichinger. „Bei den Hubkolbenverdichtern gab es da schon den Zweischichtbetrieb und die Bandmontage. Doch die Schraubenverdichter holten schnell auf: Durch die große Nachfrage stieg die Produktion beachtlich, offene und halbhermetische Typen in verschiedenen Größen wurden gebaut.“
Schon kurz nach der Markteinführung wurden die Verdichter serienmäßig mit Economiser-Anschluss und integrierter Leistungsregelung ausgestattet. Bereits 1984 begannen erste Tests mit Frequenzumrichter zur Drehzahlregelung, zwei Jahre darauf konnte ein Wasserkühlsatz mit dieser neuartigen Technik gefertigt werden. So war im Teillastbereich ein bis dahin unerreicht hoher Wirkungsgrad möglich. Zunächst wurde nur in die DACH-Region geliefert, aber international tätige Firmen bestellten die neuen Schraubenverdichter bald auch ins weiter entfernte Ausland.
Umfassendes Verdichterportfolio
Aufgrund der Erkenntnisse bei Inbetriebnahmen und Service optimierte Bitzer die Absicherung der Schraubenverdichter und erweiterte die Funktionen des elektronischen Schutzgeräts. Die Nachfrage nach Flüssigkeitskühlsätzen mit höheren Leistungen zur Komfortklimatisierung und in Prozessanwendungen wuchs rasant und Bitzer reagierte darauf bereits 1989 mit einer neuen Serie: den HSKC-Kompakt-Schraubenverdichtern mit direkt angeflanschtem Ölabscheider für eine einfache Systemintegration.
1999 wurde eine völlig neue Serie zum Einsatz in Flüssigkeitskühlsätzen und Wärmepumpen eingeführt – die CSH-Kompaktschraubenverdichter. In den Folgejahren wurden sie stetig zu höheren Leistungsstufen hin erweitert und umfassten nach Markteinführung der CSW105-Serie ab 2021 (Bild 3) schließlich einen Fördervolumenbereich bis zu 2000 m3/h bei 50 Hz (Kälteleistung ca. 1300 kW).
Bereits 2012 erfolgte dann die Markteinführung der ersten Generation halbhermetischer CSV- Kompaktschraubenverdichter mit integriertem kältemittelgekühlten Frequenzumrichter. Seither wurde die Modellpalette sukzessive bis zu einem Fördervolumenbereich von 1200 m3/h (Kälteleistung ca. 800 kW) ausgebaut. Parallel hierzu wurden halbhermetische und offene Verdichter auf derselben Plattform entwickelt, die für den klassischen Einsatz mit externem Ölabscheider konzipiert sind – mit besonderer Eignung für Parallelbetrieb. Inzwischen umfasst das Produktportfolio ebenfalls komplette ACP-Verbundsätze (ACP = Ammonia Compressor Packs).
Heute produziert Bitzer in seinen Werken in Deutschland und China über 30 000 Schraubenverdichter pro Jahr und ist einer der größten unabhängigen Hersteller von Kältemittelverdichtern.
www.bitzer.de/schraubenverdichterjk
Bild: Bitzer
