Unzureichende Druckluftverteilungssysteme führen zu hohen Energiekosten, niedriger Produktivität und schlechter Leistung der Druckluftwerkzeuge. Es gibt drei Anforderungen, die erfüllt werden müssen, um Ineffizienz zu vermeiden.
In diesem Artikel wird erklärt, wie diese Faktoren für eine optimale Leistung erfüllt werden können.
Die drei oben genannten Anforderungen beziehen sich hauptsächlich auf die Hauptleitungen für den aktuellen und den geplanten Druckluftverbrauch. Die Kosten für die Installation einer größeren Leitung zu einem späteren Zeitpunkt sind im Vergleich zu den Kosten für den Umbau des gesamten Verteilungssystems relativ gering. Verlegung, Konstruktion und Auslegung sind entscheidend für die Effizienz, Zuverlässigkeit und die Kosten der Drucklufterzeugung.
Manchmal wird versucht, große Druckabfälle beispielsweise durch Erhöhung des Betriebsdrucks eines Kompressors von 7 bar(e) auf 8 bar(e) auszugleichen. Dieser Ansatz bietet eine geringere Effizienz und kann dazu führen, dass der Druck am Verbrauchspunkt über das zulässige Niveau steigt. Stattdessen wird empfohlen, die Anschlüsse zu überprüfen.
Feste Druckluftnetze sollten so ausgelegt sein, dass der Druckabfall in den Rohren 0,1 bar nicht übersteigt. Diese Messung bezieht sich auf den am weitesten entfernten Verbrauchspunkt eines Kompressors. Bei der Druckberechnung müssen angeschlossene Schläuche, Kupplungen und andere Anschlüsse berücksichtigt werden. Der größte Abfall tritt häufig an diesen Verbindungen auf.
Die maximal zulässige Länge im Rohrnetz für einen bestimmten Druckabfall kann mithilfe der folgenden Gleichung berechnet werden:
l = Gesamtrohrlänge (m)
∆p = zulässiger Druckabfall (bar)
p = absoluter Einlassdruck (bar(a))
qc= Kompressor-Volumenstrom (FAD) (l/s)
d = interner Rohrdurchmesser (mm)
Die beste Lösung besteht in der Entwicklung eines geschlossenen Ringrohrsystems. Von diesem Ausgangspunkt aus können die Abzweigleitungen zu verschiedenen Verbrauchspunkten verlaufen. Dieser Ansatz sorgt für eine gleichmäßige Druckluftversorgung, da die Luft aus zwei Richtungen zum Verbrauchspunkt geleitet wird.
Um den idealen Druck aufrechtzuerhalten, sollten alle Kompressoranlagen dieses System verwenden. Die einzige Ausnahme ist, wenn es einen großen Abstand zwischen der Maschine und dem Verbrauchspunkt gibt und eine separate Hauptleitung hinzugefügt wird.
Jede Kompressoranlage verfügt über einen oder mehrere Luftbehälter. Ihre Größe hängt von der Kompressorleistung, dem Regelungssystem und dem Luftbedarf des Verbrauchers ab. Der Luftbehälter bildet einen Pufferspeicher für die Druckluft, gleicht Schwankungen aus, kühlt die Luft und sammelt Kondenswasser.
Daher muss der Luftbehälter mit einem Kondensatablass ausgestattet sein. Es gilt die folgende Gleichung für die Auslegung des Behältervolumens. Beachten Sie, dass diese Gleichung nur für Kompressoren mit Ent-/Belastungsregelung gilt.
V = Luftbehältervolumen (l)
qC = Kompressor-Volumenstrom (l/s)
p1 = Kompressoreinlassdruck (bar(a))
T1 = maximale Kompressor-Einlasstemperatur (K)
T0 = Kompressor-Lufttemperatur im Behälter (K)
(pU – pL) = Eingestellte Druckdifferenz zwischen Belasten und Entlasten
fmax = Maximale Lastfrequenz (für Atlas Copco-Kompressoren gilt 1 Zyklus alle 30 Sekunden).
Bei Kompressoren mit variabler Drehzahlregelung (VSD) ist das benötigte Luftbehältervolumen deutlich geringer. Bei Verwendung der obigen Formel sollte qc als der Volumenstrom bei minimaler Drehzahl betrachtet werden. Es wird nicht empfohlen, den Kompressor oder das Leitungsnetz für einen hohen Druckluftbedarf in kurzen Zeiträumen auszulegen.
Im obigen Szenario sollte ein separater Luftbehälter für maximale Leistung ausgelegt und in der Nähe des Verbrauchers platziert werden. In extremeren Fällen wird ein kleinerer Hochdruckkompressor mit einem größeren Behälter verwendet. Dieser Aufbau erfüllt in großen Abständen kurzfristige, hohe Anforderungen an die Druckluft.
Unter Berücksichtigung Ihrer Gesamtnutzung wird die folgende Gleichung verwendet, um den durchschnittlichen Verbrauch zu erreichen.
V = Luftbehältervolumen (l)
q = Luftströmung während der Entleerungsphase (l/s)
t = Länge der Entleerungsphase (s)
p1 = normaler Betriebsdruck im Netz (bar)
p2 = Minimumdruck für die Funktion des Verbrauchers (bar)
L = Druckluftbedarf während der Füllphase (1/Arbeitszyklus).
Die Formel berücksichtigt nicht die Tatsache, dass der Kompressor während der Entleerungsphase Luft liefern kann. Erfahren Sie mehr über Luftbehälter und deren Größe.
Der Ausgangspunkt bei der Konstruktion und Auslegung von Druckluftnetzen ist eine Liste, in der alle Verbrauchspunkte und deren Positionen aufgeführt sind. Es wird empfohlen, diese Punkte in logischen Einheiten zu gruppieren und dasselbe Verteilerrohr für die Luftzufuhr von Steigleitungen der Kompressoranlage zu verwenden.
Ein größeres Druckluftnetz kann in vier Hauptteile unterteilt werden:
Die Steigleitungen transportieren die Druckluft von der Kompressoranlage zum Verbrauchsbereich. Verteilerrohre verteilen die Luft im gesamten Verteilungsbereich. Anschlussrohre leiten die Luft von den Verteilerrohren zu den Arbeitsplätzen/Verbrauchspunkten.
Die Verteilung der Druckluft führt zu Druckverlust durch Reibung in den Rohren. Vor diesem Hintergrund ist der direkt vom Kompressor erzeugte Druck in der Regel nicht voll einsatzfähig. Außerdem können Drosseleffekte und Änderungen der Strömungsrichtung in Ventilen und Rohrbiegungen auftreten. Verluste, die in Wärme umgewandelt werden, führen zu Druckabfällen.
Als Alternative zur obigen Formel kann ein Nomogramm (siehe unten) verwendet werden, um den am besten geeigneten Rohrdurchmesser zu ermitteln. Die Strömungsrate, der Druck, der zulässige Druckabfall und die Rohrlänge müssen bekannt sein, damit diese Berechnung durchgeführt werden kann. Standardrohre mit dem nächstgrößeren Durchmesser werden dann für die Anlage ausgewählt.
Die entsprechenden Rohrlängen für alle Teile der Anlage werden anhand einer Liste von Armaturen und Rohrkomponenten berechnet. Zusätzlich wird der Strömungswiderstand durch die entsprechende Rohrlänge angegeben. Die ausgewählte Auslegung des Netzes wird dann neu berechnet, um sicherzustellen, dass der Druckabfall nicht zu hoch ist. Die einzelnen Abschnitte (Anschlussrohre, Verteilerrohre und Steigleitungen) sollten bei großen Anlagen separat berechnet werden.
Strategisch platzierte Luftströmungsmesser erleichtern die interne Abrechnung und die wirtschaftliche Verteilung der Druckluftnutzung innerhalb des Unternehmens. Druckluft ist ein Produktionsmedium, das einen Teil der Produktionskosten für die einzelnen Abteilungen innerhalb des Unternehmens ausmacht. Daher können alle Beteiligten von Bemühungen profitieren, den Verbrauch in den verschiedenen Abteilungen zu senken.
Auf dem Markt erhältliche Strömungsmesser bieten heute alle Optionen, von numerischen Werten zur manuellen Ablesung bis hin zu Messdaten. Diese Informationen werden direkt an einen Computer oder ein Abrechnungsmodul übertragen. Strömungsmesser werden in der Regel in der Nähe der Absperrventile montiert. Die Ringmessung erfordert besondere Aufmerksamkeit, da das Messgerät sowohl die Vorwärts- als auch die Rückwärtsströmung erfassen muss.
Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen dabei hilft, Ihre Anlage hinsichtlich optimaler Leistung mit minimalen Druckabfällen und Leckagen zu beurteilen. Die Verwendung der erwähnten Gleichungen ist ein guter Ausgangspunkt. Wenn Sie sich beim besten Ansatz noch immer nicht sicher sind, können Sie sich gerne mit uns in Verbindung setzen. Unser Team hilft Ihnen gerne weiter.
Erfahren Sie unten mehr über die Installation eines Kompressorsystems.
Zusammen mit Strom, Wasser und Gas hält Druckluft unsere Welt am Laufen. Wir sehen sie vielleicht nicht immer, aber Druckluft ist überall vorhanden. Da es so viele verschiedene Verwendungszwecke für (und Anforderungen an) Druckluft gibt, gibt es heute Kompressoren in allen möglichen Typen und Größen. In diesem Leitfaden erfahren Sie, was Kompressoren leisten, wozu Sie sie einsetzen können und welche Optionen Ihnen zur Verfügung stehen.
Benötigen Sie zusätzliche Unterstützung? Klicken Sie auf die Schaltfläche unten, und einer unserer Experten wird sich in Kürze mit Ihnen in Verbindung setzen.
25 April, 2022
Bei der Auslegung einer Druckluftanlage für verschiedene Anforderungen müssen eine Reihe von Entscheidungen getroffen werden, um maximale Wirtschaftlichkeit zu bieten und für künftige Erweiterungen vorbereitet zu sein. Erfahren Sie mehr.
31 May, 2022
Die Installation eines Kompressorsystems ist heute einfacher als je zuvor. Es gibt jedoch ein paar Dinge zu beachten, vor allem, wo der Kompressor aufgestellt wird und wie der Raum um den Kompressor herum organisiert werden kann. Hier erfahren Sie mehr darüber.
22 February, 2022
Ein Luftbehälter, manchmal auch als Drucklufttank bezeichnet, ist ein integraler Bestandteil aller Druckluftsysteme. Hier erfahren Sie mehr darüber.
