Druckluftinstallation
Regelmäßige Kontrollen senken auch Energiekosten
ESSEN (ABZ). - In acht von zehn Betrieben wird Druckluft, sprich teure Energie, zuhauf vergeudet. Fast 30 Prozent der Kompressorleistung geht auf dem Weg zum Verbraucher – zum Beispiel einem Druckluftwerkzeug – verloren, weil die Luftleitungen unterdimensioniert sind, falsch installiert wurden und/oder die Werkzeuge mit den falschen Armaturen und Fittings angeschlossen sind.
Doch wenn zum Beispiel der Fließdruck im Leitungsnetz von 7 auf 5 bar fällt, kann die Werkzeugleistung um bis zu 50 Prozent sinken. Schon bei einem Rückgang von gut 6 auf 5 bar geht die Lastdrehzahl je nach Werkzeugart zum Teil um 25 Prozent zurück, obwohl die Leerlaufdrehzahl nur um 5 Prozent abnimmt. Das fällt insbesondere etwa bei Schleifmaschinen ins Gewicht, mit denen ein Mitarbeiter während seiner Arbeitszeit möglichst ergonomisch möglichst viel Material etwa von Gussteilen oder anderen Oberflächen abtragen soll. Egal ob geschruppt und geschliffen, getrennt oder entgratet wird: Je niedriger die Leistung eines (Schleif-)Werkzeugs, umso länger dauert die Arbeit. Aber auch die meisten Druckluftschrauber und selbst Blaspistolen arbeiten effizienter, wenn der Druck stimmt.
Druckverluste sind vom Strömungsvolumen abhängig. Höherer Durchfluss führt immer zu höheren Verlusten. Doch man kann sie gering halten. Druckabfall entsteht zum einen durch zu geringe Leitungsquerschnitte und zum anderen durch Strömungswiderstände in Armaturen und Leitungszubehör – von Rauigkeiten der Wandungen einmal ganz abgesehen. Laufen gleichzeitig mehr Luftverbraucher (zum Beispiel Werkzeuge oder pneumatische Antriebe), als bei der Auslegung des Leitungsnetzes geplant waren, kommt es ebenfalls zu Druckverlusten. Um korrekt zu funktionieren, brauchen Druckluftwerkzeuge einen gewissen Fließdruck. Die Schleifmaschinen, Niet- und Meißelhämmer oder Schraubwerkzeuge von Atlas Copco Tools sind zum Beispiel auf einen Fließdruck von 6,3 bar ausgelegt. Wohlgemerkt: Das ist der Druck, der tatsächlich am Werkzeug ankommt und nicht etwa der, der an der Wartungseinheit (= Luftaufbereitungseinheit) anliegt. Es reicht also nicht, am Manometer der Wartungseinheit nachzuschauen, wenn anschließend noch mehrere Kupplungen und Schlauchstücke folgen. Mit speziellen Messgeräten lässt sich der tatsächliche Fließdruck überprüfen. Damit die jeweils ideale Luftmenge am Lufteinlass der Werkzeuge ankommt, sollte das gesamte Leitungsnetz grundsätzlich so dimensioniert sein, dass bis zum Arbeitsplatz nicht mehr als 0,1 bar verloren geht. Auf dem sich anschließenden Luftweg von der Stichleitung bis ins Werkzeug braucht der Druckverlust nicht mehr als 0,6 bar zu betragen und sollte keinesfalls über 0,9 bar liegen. Mit dem richtigen Zubehör lässt sich der Verlust gering halten. Bei der Wahl des Anschlusszubehörs, also der
- ? Schläuche,
- ? Armaturen und Wartungseinheiten (Filter, Regler, Öler),
- ? Kupplungen und Fittings
sollte man sich daher am maximal erlaubten Druckabfall orientieren. Das kommt auf Dauer billiger, als den Netzdruck zu erhöhen. Die Folgen falscher Installationen machen sich viele Betriebe gar nicht klar: Die Energiekosten für die Erzeugung der Druckluft sind weit höher als nötig, denn der Kompressor muss einen höheren Druck bereitstellen, als bei optimaler Auslegung nötig wäre.
Das Einsparpotenzial liegt selbst bei kleineren Betrieben oft bei einigen Tausend Euro im Jahr. Wie teuer Leckagen kommen, macht folgende Faustregel deutlich: Ein um 1 bar höherer Druck am Kompressor, als bei richtiger Auslegung des Leitungsnetzes und der Werkzeuganschlüsse erforderlich wäre, kostet je nach Kompressorgröße 6 bis 10 Prozent mehr Leistungsaufnahme. Nicht zu reden vom Klimaschutz – immer mehr Unternehmen wollen ihren CO2-Ausstoß senken – sowie den Arbeits-Mehrkosten: Mitarbeiter benötigen mehr Zeit, wenn das Werkzeug langsamer ist. Zu klein gewählte Kupplungen, zu lange Schläuche oder solche mit zu kleiner Nennweite führen zu Druckverlusten. Wer ein Leitungsnetz und die Anschlüsse der Arbeitsplätze plant, sollte sich klarmachen, dass jede Kupplung – und sei sie noch so gut – Druckverluste mit sich bringt. So erleichtert beispielsweise ein Kurzschlauch zwar die Handhabung des Werkzeugs, kann aber wegen der zusätzlichen Kupplung und der Querschnittsreduzierung zu Druckverlusten von bis zu 0,5 bar führen, abhängig von seiner Größe und dem Luftbedarf des Werkzeugs.
Daher gilt: Schlauchdurchmesser sollten möglichst groß sein, Kupplungen sollten hohe Durchflussmengen erlauben und Wartungseinheiten sollten auf geringe Druckverluste hin optimiert sein. All das hilft, die Druckverluste in der Installation niedrig zu halten, die Produktivität zu steigern und Energiekosten zu senken.
In einem gut dimensionierten und sorgfältig gewarteten Leitungssystem sollten nicht mehr als 5 Prozent der installierten Kompressorleistung wortwörtlich flöten gehen. Leider sind Leckageverluste von 15 Prozent, ja sogar 30 Prozent in älteren, Stück um Stück gewachsenen Leitungsnetzen keine Seltenheit. Ein Beispiel: Wenn sich alle Leckagen im Leitungssystem zu einem Loch von 5 mm Durchmesser addieren, gehen bei einem Netzdruck von 7,3 bar in jeder Sekunde 27 l Druckluft verloren. Um das auszugleichen, werden 10,3 kW zusätzliche Kompressorenergie benötigt. Bei einem Strompreis von (günstig angenommenen) 0,12 Euro pro Kilowattstunde führt dieses Loch zu zusätzlichen jährlichen Energiekosten von über 10 800 Euro, wenn der Kompressor rund um die Uhr läuft. Es lohnt sich also, Leitungen und Anschlüsse regelmäßig zu prüfen.
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