GEA präsentiert neues Luftfederkonzept für Kältemaschinen und Wärmepumpen

Industrielle Kälteanlagen und Großwärmepumpen mit Kolbenverdichtern erzeugen durch reguläre Kolbenhübe erhebliche freie Massenkräfte sowie periodische dynamische Anregungen. Werden diese Kräfte in Gebäudestrukturen oder Stahlträgerrahmen übertragen, führen sie zu Körperschall, akustischen Störungen und mechanischer Ermüdung. Um diese dynamischen Kräfte zu entkoppeln, erforderten Industrieinstallationen bisher das Gießen separater Trägheitsblöcke oder schwingungsisolierter Betonfundamente. Der Bau dieser massiven Fundamente erhöht die Tiefbaukosten, erfordert die Koordination verschiedener Gewerke, beansprucht wertvolle Stellfläche und verursacht ein zusätzliches Eigengewicht, das häufig die Tragfähigkeit bestehender Geschossdecken übersteigt.

Pneumatische Schwingungsisolierung und dynamische Selbstnivellierung
Auf der Fachmesse Chillventa 2026 in Nürnberg stellte GEA ein elektronisch gesteuertes Luftfeder-Lagerungssystem für kolbenverdichterbetriebene Kältemaschinen und Wärmepumpen vor. Das System platziert pneumatische Isolatoren zwischen dem Grundrahmen der Anlage und der Bodenplatte und nutzt die volumetrische Elastizität komprimierter Luftsäulen, um verdichterbedingte dynamische Lasten von der Gebäudestruktur zu entkoppeln.

Die Baugruppe integriert eine elektronische Niveauregulierung, die die Einbauhöhe im laufenden Betrieb kontinuierlich überwacht und korrigiert. Das Steuerungssystem gleicht Unebenheiten der Fundamentoberfläche von bis zu 25 Millimetern automatisch aus, was die Ausrichtung und Inbetriebnahme der Anlagen vereinfacht. Um zu verhindern, dass geringfügige vertikale Auslenkungen mechanische Spannungen auf feste Rohrleitungen ausüben, kommen an den Fluidanschlüssen flexible Schlauchleitungen oder Inline-Kompensatoren zum Einsatz.

Standortanforderungen und bauliche Integration
Die wartungsfreien Luftfedermodule basieren auf einer kontinuierlichen Druckluftversorgung über einen bauseitigen Kompressor oder Hochdruck-Gasflaschen. Die Betriebsparameter erfordern eine auf bis zu 6 bar geregelte Druckluftversorgung sowie eine elektrische Speisung von 24 V DC bei einer maximalen Stromaufnahme von 1,6 A; Standard-Spannungsversorgungen von 100 bis 240 V AC werden unterstützt.

Mit einer unterbrechungsfreien Druckluftversorgung stellt das aktive pneumatische System eine ingenieurtechnisch gleichwertige Alternative zu einem separaten Betonfundament dar. Der Verzicht auf eine Betonfundamentplatte nimmt erhebliche strukturelle Lasten aus dem Gebäude, vereinfacht statische Deckenlastprüfungen und erweitert die Aufstellmöglichkeiten in beengten Technikräumen oder bei Nachrüstungen im Bestand.




Anlageneinsatz und Marktreife
Die pneumatische Lagerungsoption ist für verdichterbetriebene GEA-Plattformen ausgelegt, darunter der kompakte Ammoniak-Kaltwassersatz (R-717) GEA BluGenium, die industrielle Hochtemperatur-Wärmepumpe GEA RedGenium mit Vorlauftemperaturen bis zu 95 °C sowie das kombinierte Heiz- und Kühlsystem GEA Blu-Red Fusion. Nach Abschluss erfolgreicher Feldtests beabsichtigt GEA, das elektronisch nivellierte Luftfedersystem Anfang 2027 in seine Auslegungssoftware RTSelect aufzunehmen.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbsanalysen, die nicht in der ursprünglichen Produktankündigung enthalten sind.

Bei der Schwingungsisolierung industrieller Kolbenmaschinen hängt die Schwingungsübertragung vom Verhältnis zwischen Betriebserregerfrequenz und Eigenfrequenz der Lagerung ab. Konventionelle passive Isolationssysteme – wie Stahlschraubenfedern oder Elastomerpads – besitzen üblicherweise Eigenfrequenzen zwischen 3 Hz und 6 Hz. Wenn Frequenzumrichter Kolbenkompressoren in niedrigere Drehzahlbereiche herunterregeln, nähert sich die primäre Betriebsfrequenz dem Resonanzbereich des Lagersystems, was zu einer unzulässigen Schwingungsüberhöhung führen kann. Im Gegensatz dazu halten elektronisch geregelte Luftfeder-Isolatoren über wechselnde dynamische Drücke hinweg eine niedrigere Eigenfrequenz zwischen 1,5 Hz und 2,5 Hz aufrecht und bieten über das gesamte geregelte Verdichterkennfeld einen Isolierwirkungsgrad von über 90 Prozent.

Im industriellen Heiz- und Kühlsektor reduzieren konkurrierende Erstausrüster (OEMs) wie Johnson Controls, Carrier und Trane die Schwingungen von Kolben- und Schraubenflüssigkeitskühlern üblicherweise durch starre Grundrahmen aus Profilstahl in Verbindung mit vor Ort gegossenen Betonträgheitsfundamenten, deren Masse das Ein- bis Zweifache des Betriebsgewichts der Maschine beträgt. Die Einhaltung industrieller Schwingungsrichtlinien, wie der ISO 10816-6 für Kolbenmaschinen, macht derart schwere Fundamente meist unumgänglich. Der Ersatz gegossener Trägheitsblöcke durch ein aktives pneumatisches Nivelliersystem bietet einen alternativen Ansatz zur Körperschallisolierung, verkürzt Bauzeiten und ermöglicht Installationen in Dachzentralen oder auf Zwischengeschossen ohne zusätzliche Deckenverstärkungen.

Redaktionell bearbeitet von Romila DSilva, Redakteurin bei Induportals, mit KI-Unterstützung.