Warum befindet sich Wasser in meinem Kompressor?

Kondensat in Druckluft

Haben Sie jemals gehört, dass sich jemand über Wasser im Druckluftsystem beschwert, oder läuft aus Ihrem Kompressor Wasser aus? Solche Vorkommnisse sind zwar sehr verbreitet, sollten jedoch nicht ignoriert werden, da sie das Druckluftsystem beschädigen und die Qualität des Endprodukts gefährden könnten. Werfen wir einen Blick darauf, warum Wasser in Druckluft vorhanden ist und wie die Luft richtig aufbereitet wird, um potenzielle Risiken zu vermeiden.

Warum tritt Wasser aus meinem Kompressorsystem aus?

Kondenswasser ist ein natürliches Nebenprodukt bei der Verdichtung von Luft. Die von einem Kompressor erzeugte Wassermenge hängt weitgehend von den Bedingungen am Einlass, der Qualität der Umgebungsluft und dem Druck ab. Einfach gesagt bestimmen die Lufttemperatur, die Feuchtigkeit, die Kompressorgröße und der erforderliche Druck den Wassergehalt, der aus dem Gerät aus- und möglicherweise in die Druckluftleitungen eintritt. Warme und feuchte Luft hat einen höheren Feuchtigkeitsgehalt als kalte Luft, was dazu führt, dass mehr Wasser aus dem Kompressor austritt. Zum Beispiel produziert ein Schraubenkompressor mit 55 kW bei einer Umgebungstemperatur von 24 °C und 75 % relativer Luftfeuchtigkeit 280 Liter Wasser pro Tag. Im Folgenden wird das Verfahren zum Entfernen von Feuchtigkeit aus einem Druckluftsystem erläutert. 

Das Wasser kann durch Zusatzgeräte abgeschieden werden: Nachkühler, Kondensatabscheider, Kältetrockner und Adsorptionstrockner. Ein Kompressor, der mit 7 bar(e) Überdruck arbeitet, verdichtet die Luft auf 7/8 ihres Volumens. Dies verringert auch die Fähigkeit der Luft, Wasserdampf zu halten, auf 7/8. Die Menge an Wasser, die freigesetzt wird, ist erheblich. Ein 100-kW-Kompressor, der Luft mit 20 °C und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit ansaugt, erzeugt ca. 85 Liter Wasser während einer 8-Stunden-Schicht. Folglich hängt die Wassermenge, die abgeschieden werden muss, vom Anwendungsbereich der Druckluft ab. Dies wiederum bestimmt, welche Kombination von Kühlern und Trocknern geeignet ist.

Um dies genauer zu erläutern, werfen wir einen Blick darauf, wie Parameter wie Umgebungstemperatur, Volumenstrom (Größe des Kompressors), Einlassdruck, Einlasstemperatur und gewünschter Drucktaupunkt (DTP) den Trocknungsprozess und den möglichen Wassergehalt im Druckluftsystem beeinflussen.

Auswahlparameter

Volumenstrom oder Kompressorgröße
Bei Anwendungen, die höhere Volumenstromraten (l/s) erfordern, erhöht sich der Wassergehalt im System.

Umgebungstemperatur/Luftfeuchtigkeit
Kompressoren, die bei einer höheren Umgebungstemperatur und in einer feuchteren Umgebung betrieben werden, produzieren mehr Wasser im Druckluftsystem.

Einlasstemperatur
Wenn die Einlasstemperatur an einem Trockner höher ist, ist mehr Wasser in der Druckluft vorhanden. Daher ist ein größerer Trockner erforderlich, um die Luft aufzubereiten und das Wasser abzuscheiden.

Druck
Im Gegensatz zu Volumenstrom, Temperatur oder Feuchtigkeit wirkt der Druck entgegengesetzt, d. h. je höher der Druck, desto weniger Wasser enthält die Druckluft, und desto leichter lässt sie sich trocknen. Wenn Sie einen Schwamm mit Wasser betrachten, enthält dieser umso weniger Wasser, je stärker er zusammengedrückt wird.

Drucktaupunkt (DTP)
Der Drucktaupunkt ist eine gängige Methode zur Messung des Wassergehalts in Druckluft. Der DTP bezieht sich auf den Temperaturpunkt, an dem bei Luft oder Gas, die mit Wasser gesättigt sind, der Prozess der Kondensation oder die Umwandlung in den flüssigen Zustand beginnt. Man kann dies auch als den Punkt bezeichnen, an dem die Luft keinen Wasserdampf mehr aufnehmen kann. Um den Wassergehalt in der Druckluft möglichst gering zu halten, ist eine niedrigere DTP-Stufe erforderlich, während höhere DTP-Werte eine größere Menge Wasserdampf im System bezeichnen. Die Größe des Trockners bestimmt den DTP und die Kondensatmenge in der Druckluft.

Die Auswahlparameter in den verschiedenen Phasen der Luftverdichtung.

Wie kann Wasser mein Druckluftsystem beschädigen?

Übermäßige Feuchtigkeit in der Druckluft kann Auswirkungen auf die Anlage haben und die Effektivität des Betriebs gefährden. Unbehandelte Kondensation in der Druckluft kann zu Schäden an pneumatischen Systemen, Luftmotoren, Ventilen sowie an Komponenten oder Maschinen führen, die an das System angeschlossen sind, und möglicherweise den Prozess oder das hergestellte Endprodukt kontaminieren. In der folgenden Liste werden die unerwünschten Auswirkungen von Feuchtigkeit weiter erläutert:


Außerdem kann Feuchtigkeit in der Druckluftanlage viele schädliche Auswirkungen auf die Anlagenluft, die Instrumentenluft, die Ventile und Zylinder sowie auf druckluftbetriebene Werkzeuge haben. Um übermäßige und unnötige Wartungskosten und eine mögliche Produktionsunterbrechung zu vermeiden, wird empfohlen, die erforderlichen Schritte proaktiv umzusetzen und so die Druckluft für alle Prozesse und Anwendungen trocken und sauber zu halten.

Wie wird die Druckluft getrocknet?

Die Auswahl der richtigen Trocknungsmethode für Druckluft hängt weitgehend von den spezifischen Anforderungen ab, die eingehalten werden müssen, um das Verfahren und das Endprodukt nicht zu beeinträchtigen. Einer der ersten Schritte zum Entfernen von Feuchtigkeit aus Druckluft findet im Kompressor statt, da der Feuchtigkeitsabscheider oder Nachkühler in der Lage ist, 40 – 60 % des verdampften Wassers zu beseitigen.


Wenn die Druckluft den Nachkühler verlässt, bleibt sie mit Wasser gesättigt und kann sich negativ auf das Gesamtsystem auswirken, wenn sie nicht aufbereitet wird. Die Verwendung eines Luftbehälters kann auch bei der Reduzierung des Wassergehalts in der Druckluft hilfreich sein, da die Umgebungstemperatur des Tanks viel kühler ist als die warme Druckluft aus dem Kompressor. Es ist wichtig zu beachten, dass sich die überschüssige Feuchtigkeit im Behälter sammelt und dieser daher täglich abgelassen werden muss, um Korrosion und übermäßigen Verschleiß zu vermeiden.


Wenn die Anwendung eine weitere Entfernung von Feuchtigkeit erfordert, muss ein externer oder interner (integrierter) Trockner eingesetzt werden. Je nach gewünschtem Taupunkt stehen als Option der Kältetrockner und der Adsorptionstrockner zur Verfügung. Bei einem Kältetrockner wird die Lufttemperatur auf 3 °Celsius gesenkt, wodurch das Wasser in der verdichteten Luft kondensiert. Wenn der Taupunkt des Kältetrockners nicht ausreicht, sollte ein Adsorptionstrockner eingesetzt werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. In einem Adsorptionstrockner wird der Taupunkt auf -40 °C abgesenkt, was zu einer knochentrockenen Luft führt, die für Spritzlackierbetriebe, Druckereien und verschiedene pneumatische Werkzeuge benötigt wird.