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6. Drucklufterzeugung

6.1 Gesamtdruckluftsystem

Ein Gesamtdruckluftsystem beinhaltet alle für die Arbeit mit Druckluft benötigten Komponenten.

Generell besteht dieses System aus einer oder mehreren Verdichteranlagen, der Druckluftaufbereitung, der Druckluftspeicherung und einem oder mehreren Verteilernetzen.

Bei der Auswahl eines geeigneten Systems sind zahlreiche Gesichtspunkte zu beachten. Diese können u.a. sein:

- Druckluftbedarf
  (Addition aller Verbraucher, zusätzlich
  Reserve für Verschleiß, Leckagen und
  zukünftiger Erweiterungen)

- Leitungslängen, Leitungsquerschnitte

- Druckluftqualität

- Kosten (Anschaffungspreis, Kosten für Energie und Wartung)


Die Planung eines Druckluftsystems sollte so effektiv wie möglich durchgeführt werden. Einerseits sollte die Druckluftmenge nicht zu groß gewählt werden um keine unnötige Energie zu verbrauchen. Anderseits muss die Druckluftmenge ausreichend sein um eventuelle Erweiterungen zuzulassen.
Gegebenenfalls müssen sogar zusätzliche Verdichteranlagen aufgestellt werden, damit auch bei Störungen eine Druckluftversorgung gewährleistet ist.


6.2 Bestimmung der Verdichtergröße

Bei der Auswahl des geeigneten Verdichters spielen zahlreiche Faktoren eine Rolle.

Zur Dimensionierung der Anlage muss der benötigte Betriebsüberdruck bestimmt werden. Hierbei richtet man sich zunächst nach den Verbrauchern. Wenn unterschiedliche Druckluftverbraucher vorhanden sind, wählt man den Betriebsüberdruck nach dem größten benötigten Überdruck aller Verbraucher aus.
Ferner sollte man den Druckverlust in die Überdruckberechnung einfließen lassen. Ist ein hoher Druckverlust zu erwarten, sollte man die Anlage diesem höheren Bedarf anpassen.

Neben dem Betriebsüberdruck muss auch der Luftbedarf ermittelt werden. Hierbei addiert man den Luftverbrauch der einzelnen Verbraucher.

Da nicht immer alle Verbraucher gleichzeitig und ununterbrochen betrieben werden, ist ein „Gleichzeitigkeitsfaktor bzw. ein Einschaltdauerfaktor zu berücksichtigen, der geschätzt werden muss.
Da im Betrieb Verluste (durch Leckagen, Verschleiß etc.) auftreten können, sollte man eine Reserve in die Berechnung mit einfließen lassen.


6.3 Rohrleitungsdimensionierung

Ein Druckluftnetz besteht aus drei verschiedenen Leitungsstufen:

- Hauptleitung:
Sie verbindet die Drucklufterzeugerstation mit dem Verteilernetz. Die Hauptleitung sollte so dimensioniert sein, dass für zukünftige Erweiterungen Reserven vorhanden sind.

- Verteilerleitung:
Sie verteilt die Druckluft innerhalb eines Verbraucherabschnittes. Sie kann sowohl als Ring- oder Stichleitung als auch in einer Kombination von Ringleitung mit integrierten Stichleitungen ausgeführt sein.

- Anschlussleitung:
Sie ist die Verbindung zwischen Verteilung und Verbraucher. Die Anbindung der Anschlussleitung an der Verteilung soll nach oben aus der Verteilung geführt werden, um zu vermeiden, dass Kondensat mit der Leitung austritt.

Die richtige Planung eines Druckluftnetzes hat einen direkten Einfluss auf die Leistung der angeschlossenen Verbraucher und auf die Kosten der Druckluftproduktion.

Den benötigten Durchmesser ermittelt man unter der Berücksichtigung des benötigten Volumenstroms und des zulässigen Druckverlustes.
Bei einem fest installierten Druckluftnetz sollte der Druckverlust vom Kompressor zu dem am weitesten entfernten Verbraucher einen Wert von 0,1 bar nicht überschreiten.

Kritische Punkte in einem Druckluftsystem sind die Anschlusskomponenten. Kupplungen, Schläuche oder Wartungseinheiten führen bei falscher Auslegung zu einem hohen Verlust. Zusätzlich finden sich hier auf geringem Raum viele Verbindungen, die leckagebehaftet sein können.


6.4 Schraubenverdichter

Der Schraubenverdichter besitzt als Hauptbestandteile zwei Schraubenläufer in einem sie eng umschließenden Gehäuse.

Die Läuferzahnlücken bilden hierbei die Verdichtungsräume.

Über Saug- und Druckschlitze an den Enden des Gehäuses wird der Verdichtungsvorgang (ohne Ventile) gesteuert.

Es gibt ölfreie und öleingespritzte Schraubenverdichter.

Schraubenverdichter mit ölfreien Verdichtungsräumen (absolut ölfreie Druckluft) werden für Enddrücke bis 3 bar einstufig, für höhere Drücke zweistufig (mehrstufig) ausgeführt.

Bei öleingespritzten Schraubenverdichtern sind bei einstufiger Bauweise Enddrücke bis etwa 14 bar möglich. Um höhere Enddrücke erreichen zu können werden auch hier zweistufige Varianten verwendet.

Das Öl dient bei öleingespritzten Schraubenverdichtern zur Abdichtung, Kühlung und Schmierung.


Die Regelung der Schraubenverdichter erfolgt durch Aussetz- oder Leerlaufregelung. Immer sind die Laststufen Volllast und Leerlauf möglich. Bei öleingespritzten Maschinen kann auch Saugdrosselregelung erfolgen.
Weiterhin sind drehzahlgeregelte Kompressoren erhältlich, die so eingestellt werden können, dass immer die jeweils benötigte Luftmenge anliegt.

Außer den vorgeschriebenen Sicherheitsventilen sind üblicherweise weitere Überwachungsorgane vorhanden. Zum Beispiel Überwachung Verdichter- temperaturen, Motortemperaturen, Drücke, Stromaufnahme und dergleichen.

Falls eine der Sicherungen während des Betriebes anspricht, wird die Verdichter- anlage gewöhnlich automatisch ausgeschaltet.


Schraubenverdichter im Schnitt

Schraubenverdichter im Schnitt

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Regelsystem - unter Belastung

Regelsystem - unter Belastung -

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Regelsystem - bei Entlastung

Regelsystem - bei Entlastung -

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Schraubenverdichter

Schraubenverdichter

(Verdichtungsvorgang)

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