Betrieblicher Umweltschutz in Baden-Württemberg
 
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Druckluftversorgung

Die betriebliche Druckluftversorgung ist energie- und lärmintensiv. Aufgrund der geringen Energieeffizienz (90 - 95 % Abwärme) ist Druckluft eine sehr kostspielige Energieform, die nur dort eingesetzt werden sollte, wo sie technologisch erforderlich ist. Gleichwohl kann keine Schreinerei heute mehr ohne Druckluft auskommen. Ein ausreichend dimensionierter Kompressor gehört inzwischen zur Standardausrüstung.

Kompressoren sollen im Interesse einer möglichst langen Lebensdauer an einem staubfreien, trockenen und kühlen Platz aufgestellt werden. Da diese Voraussetzungen in der Werkstatt selbst meist nicht gegeben sind, empfiehlt sich die Unterbringen in einem separaten Raum. Damit wird gleichzeitig auch eine wirksame Abschirmung des vom Kompressor erzeugten Lärms erreicht.

Bei der Ausführung des Kompressorraumes ist auf eine ausreichende Frischluftzufuhr und Wärmeableitung sowie auf gute Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten und Prüfungen zu achten.

Druckluftkompressoreinheit

Der Werkstattbetrieb einer Schreinerei erfordert einen sehr wechselhaften Druckluftbedarf. Ein Kolbenkompressor ist in aller Regel die richtige Wahl. Ein Schraubenkompressor empfiehlt sich erst ab einem kontinuierlichen Mindestverbrauch von 400 l/min.

Die Luft, die ein Kompressor ansaugt und verdichtet, enthält Wasserdampf, der durch die Verdichtung als Kondensat ausfällt. Deshalb ist ein Drucklufttrockner sinnvoll, um das Kondensat wirksam abzuscheiden. Dies verbessert die gesamte Lebensdauer des Leitungssystems. Das abgelassene Kondensat enthält Ölbestandteile aus dem Kompressor. Es muss aufgefangen und als Abfall entsorgt werden. Eine Ableitung in die Kanalisation ist nur erlaubt, wenn das Kondensat zuvor durch ein geeignetes Öl-Wasser-Trenngerät behandelt wird. Wenn das eingesetzte Gerät eine Bauartzulassung hat, ist lediglich eine Anzeige bei der Wasserbehörde erforderlich. Anderenfalls ist eine Genehmigung notwendig. Moderne Geräte haben den Trockner mit einem Öl-Wasser-Abscheider in sehr kompakter Form integriert.



Dimensionierung des Druckluftkompressors

Für die Dimensionierung eines Kompressors ist die Zahl der gleichzeitigen Anwender abzuschätzen. Eine Reserve von 30 - 40 % spwie typische Leckageverluste von 25 - 30 % sollten hinzu addiert werden. Der Verdichter mit seinem jeweiligen Wirkungsgrad muss die sich daraus ergebende effektive Liefermenge bereitstellen können.

Tabelle: Druckluftverbrauch von technischen Einrichtungen im Schreinerhandwerk
Druckluftverbraucher
Quelle: Planung und Einrichtung von Tischler- und Schreinerbetrieben S. 130

Näheres zur Planung von Druckluftanlagen und der Druckluftverteilung findet sich auf der Seite Wichtig für alle Branchen > Energieeffizienz > Einsparmöglichkeiten > Druckluft.

Energieoptimierung

Ein großes Problem bei der Druckluftversorgung stellen die Leckagen dar. Insbesondere die Kupplungen und Ventile nutzen sich ab und "verbrauchen" ohne Nutzen teure Energie. Auch undichte Leitungen wirken sich hier aus und können bis zu 40 % der gesamten Leistung eines Kompressors verbrauchen.

Tabelle: Kosten für Undichtigkeiten im Druckluftnetz
Kosten für Undichtigkeiten im Druckluftnetz
Quelle: Klima schützen - Kosten senken S. 10

Die Leckagen treten überwiegend an den Übergängen zwischen Druckluftleitung und Maschinen bzw. Blaspistole auf. Wenn man zischen hört, ist das Loch bereits schon sehr groß. Mit Hilfe von hochfrequenten Hörgeräten kann man gezielt nach Leckagen suchen!

Weitere Empfehlungen zur Minimierung von Leckagen:

  • Viele Blaspistolen sind mit Hilfe einer Kupplung an die Druckluftleitung angeschlossen. Jede Kupplung ist grundsätzlich eine Schwachstelle. Hier sollte nach möglichkeit die Blaspistole fest angeschlossen werden, wo ein Umstecken nicht erforderlich ist.
  • Jeder Maschinenanschluss einer Druckluftleitung sollte mit einem gut zugänglichen Absperrhebel ausgestattet werden, damit der Anwendung ähnlich wie bei Maschinenabsaugung, die Druckluft gezielt zu- und abschalten kann, um außerhalb der Betriebszeiten der Maschinen jedwede Leckage zu vermeiden. Für häufig genutzte Maschinen empfiehlt sich dafür ein automatisches Druckluftventil, dass sich mit dem An- und Abschalten der der Maschine öffnet und schließt.
  • Das Druckluftnetz sollte über Nacht abgeschaltet werden - ohne allerdings den Druckbehälter dabei zu entleeren! Dafür gibt es spezielle Ventile oder man kann es ebenfalls mit manuellen Schiebern absperren. Wenn nur der Kompressor vom Stromnetz genommen wird, entleert sich der Druckbehälter über Nacht und das 8 - 10 fache des Behältervolumens muss morgens durch den Kompressor erst wieder aufbereitet werden.

Weitere Möglichkeiten der Energieoptimierung von Druckluftanlagen:

Betriebszeit  Die Druckluftanlage sollte außerhalb der Arbeitszeit ausgeschaltet werden. Dies kann bei Neuanlagen auch automatisch erfolgen. Die Druckluftverteilung sollte dann abgeschottet sein. 
 Nenndruck Die wenigstens Maschinen benötigen Druckluft von über 7 bar. Es gilt den Druck soweit wie möglich abzusenken. Eine Reduktion des Nenndruckes verringert erheblich den Stromverbrauch und erhöht die Standzeit des Kompressors. Der eingestellte Nenndruck sollte maximal 1,5 bar höher als der notwendige Betriebsdruck am Verbraucher sein. 
 Druckluftspeicher

Je kleiner der Druckluftspeicher dimensioniert ist, desto mehr Schaltspiele sind für den Kompressor erforderlich. Ein größerer Speicher kann diese Leerlaufverluste massiv reduzieren und ist besser als eine zu große Schaltdifferenz.

Ebenso sollten die Druckluftleitungen großzügig im Durchmesser dimensioniert werden. Dies verringert den Leitungswiderstand und erhöht auch das abgepufferte Druckluftvolumen.

 Ansaugluft Die Ansaugluft des Kompressors sollte möglichst kalt und sauber sein. Dies verbessert erheblich den Wirkungsgrad.
 Abwärme Ein Kompressor erzeugt 90 % seiner Energie als Abwärme. Bei größeren Anlagen macht es Sinn, eine Abwärmenutzung für die Raumheizung zu prüfen. Dadurch können erhebliche Mengen an Heizenergie eingespart werden. Dies erfordert aber auch entsprechende Kulissenschalldämpfer, um die Schallbelastung nicht in die Werkstatt zu tragen. Bei einem 20 kW Kompressor macht das immerhin ca. 1.000 Liter Heizöl im Jahr aus!

Möglichkeit der Abwärmenutzung bei Kompressoren
Abwärmenutzung der Drucklufterzeugung

Drehzahlgesteuerte Kompressoren

Jeder Schraubenkompressor hat neben seinem Lastbetrieb einen sogenannten Leerbetrieb. Der Leerbetrieb dient dem Nachlaufen des Kompressors, um den Motor zu schonen. Hierbei werden ca. 25 Prozent der Nennleistung aufgenommen - ohne dass Druckluftenergie erzeugt wird.

Ein hoher Lastanteil weist einen effektiven Kompressor aus. Wenn der Lastanteil unter 70 % der Nutzungszeit fällt, ist er nicht optimal ausgelastet und die Anteile für den Leeerlauf nehmen zu.

Bei drehzahlgesteuerten Kompressoren kann die Last in einem Leistungsbereich dem aktuellen Bedarf angepasst werden. Dies erhöht denLastanteil deutlich und der Kompressor erzeugt wirtschaftlicher die teuere Druckluftenergie. Dadurch können bis zu 15 % des Strombedarfs des Kompressors eingespart werden.

Drucklufttrockner

Durch den Kompressionsvorgang erhöht sich die Feuchtigkeit in der Druckluft. Diese belastet die Leitungen und Aggregate. Vor allem beim Lackieren ist die Druckluft nicht erwünscht, wenn sie zur Spritzapplikation benötigt wird. Für Handwerksbetriebe wird typischerweise ein Kältetrockner angeschafft. Durch eine gezielte Abkühlung kondensiert die in der Druckluft enthaltete Feuchtigkeit aus bevor sie ins Leitungsnetz der Werkstatt gelangt.

Der Drucklufttrockner sollte immer nach dem Druckbehälter angebracht werden, damit er effektiver arbeiten kann.

Herkömmliche Kältetrockner arbeiten kontinuierlich über die gesamte Einsatzzeit. Sie können nur im Volllast-Betrieb arbeiten wie ein Kühlschrank unabhängig von dem tatsächlichen Druckluftbedarf. Energiespartrockner sind hier eine neue Entwicklung, in dem sie die Kälte zwischenspeichern. Das im Trockner integrierte Kälte-Speichermedium puffert den tatsächlichen Bedarf und minimiert dadurch die Einschaltdauer des Trockners. So kann der Energieverbrauchs des Trockners um bis zu 50 Prozent verringert werden.

Energiespartrockner Volllast
Die Druckluft wird im Volllast-Betrieb direkt durch die Kälterippen gekühlt. Diese sind in Speichermedium eingebettet, um den Kälteverlust zu minimieren.     
 

Im Teillast-Betrieb kann die in der Speichermasse verfügbare Kälte die Druckluft ausreichend abkühlen. Der eigentliche Kälteverdichter wird nur punktuell dazu geschaltet.

Im Standby-Betrieb muss der Kälteverdichter nur arbeiten, um den Kälteverluste des Speichermediums der Kälte auszugleichen.

Überwachungspflichten

Die Druckluft wird in einem Druckbehälter gepuffert, um die Druckschwankungen im Netz auszugleichen. Diese Druckbehälter werden typischerweise mit einem Druck von 10 - 12 bar belastet und weisen je nach Druckluftbedarf ein Volumen von 150 bis 1000 Liter auf. Bei ungenügender Dichtheit besteht der Gefahr einer Druckexplosion. Deshalb müssen sie regelmäßig sicherheitstechnisch überwacht werden. 

Grundsätzlich gelten für den Betrieb von Druckbehältern folgende Vorgaben:

Glossar

CE-Konformitätskennzeichnung
Die CE-Kennzeichnung wurde vorrangig für die Marktüberwachung geschaffen. Sie soll dem Endverbraucher im freien Warenverkehr innerhalb der Europäischen Gemeinschaft sichere Produkte gewährleisten. „CE“ steht für Communauté Européenne, also Europäische Gemeinschaft. EG-Richtlinien legen für zahlreiche Produkte konkrete Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen als Mindestanforderungen fest. Mit der CE-Kennzeichnung bestätigt der Hersteller lediglich die Übereinstimmung des Produktes mit diesen EG-Richtlinien und die Einhaltung der darin festgelegten „wesentlichen Anforderungen“.



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