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Druckluftversorgung

01. Nach welchem physikalischen Prinzip arbeiten Verdichter?

Verkleinert man das Volumen eines Gases, so spricht man von Verdichten bzw. Komprimieren. Entsprechende Geräte heißen Verdichter oder Kompressoren (Fluidmaschinen). Bei Verdichtungsvorgängen wird ein vorhandenes Ansaugvolumen mit dem Betriebsdruck zu einem kleineren Volumen zusammengepresst. In dem kleineren Volumen herrscht ein höherer Druck.

02. Was sind Verdichter (Kompressoren)?

Es sind Arbeitsmaschinen, die beim Verdichten der zugeführten Gase, Bewegungsenergie und Reibung erzeugen. Das führt zum Druck- und Temperaturanstieg.

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Temperaturerhöhung in geschlossenen Behältern führt zum Druckanstieg.

03. Welche Hauptarten von Verdichtern gibt es?


>> 1.1.3.1

Je nach den betrieblichen Anforderungen hinsichtlich des Arbeitsdrucks und der Liefermenge unterscheidet man zwei Verdichterhauptarten (vgl. ausführlich unten sowie unter Ziffer 1.1.3.1):

  • Verdrängerverdichter

  • Turboverdichter.

04. In welche Bauarten werden Verdichter unterschieden (Überblick)?

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05. Wie ist der Aufbau einer Verdichterstation (Luftverdichter)?

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06. Welche Voraussetzungen muss die Räumlichkeit für eine Verdichterstation erfüllen?

Beispiele:

  • Die Lage muss zentral sein, damit die Leitungswege zu den Verbrauchern möglichst kurz sind.

  • Der Raum sollte keiner Sonneneinstrahlung ausgesetzt sein (Kälte der Druckluft).

  • Der Raum muss eine ausreichende Größe haben, damit er alle Komponenten der Verdichterstation aufnehmen kann.

  • Das Ansaugvolumen muss ausreichend sein; ggf. ist eine Verbindung zur Außenluft zu schaffen.

  • Der Raum sollte möglichst nicht neben einer Schleiferei o. ä. sein, damit saubere Luft angesaugt werden kann.

07. Wie ist die Funktionsweise einer Verdichterstation?

Der Verdichter komprimiert angesaugte Luft und fördert dann die entstandene Druckluft in den Druckluftspeicher. Ist ein eingestellter Druck erreicht, wird der Verdichter automatisch abgeschaltet. Sinkt durch Luftentnahme aus dem Druckluftspeicher der Druck wieder ab, schaltet sich der Verdichter wieder automatisch ein.

08. Welche Funktion hat der Druckluftspeicher?

Der Druckluftspeicher

  • dient zur Stabilisierung der Druckluftversorgung und gleicht Druckschwankungen im Netz bei Druckluftverbrauch aus

  • besitzt eine große Oberfläche, dadurch wird die komprimierte Luft zusätzlich gekühlt (ein Teil der feuchten Luft wird als Wasser abgeschieden).

Nach dem Druckluftspeicher strömt die Druckluft über ein Leitungsnetz zu den einzelnen Verbrauchern. Vor jeder Anlage wird Druckluft ein letztes Mal aufbereitet.

09. Welche Funktion haben Lufttrocknungseinheiten?

Die sich beim Verdichten erwärmte Luft muss gekühlt und das dabei entstehende Kondensatwasser abgeschieden werden. Reichen Zwischen- und Nachkühler nicht aus, um absolut trockene Druckluft zu erhalten, muss die Luft einem Trocknungsprozess unterzogen werden. Dabei kann in besonderen Fällen der Wassergehalt bis auf 0,001 g/m3 reduziert werden.

10. Welche Lufttrocknungsverfahren kommen zur Anwendung?

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11. Wie arbeitet die Absorptionstrocknung?

  • Ist ein rein chemisches Verfahren

  • ein Vorfilter scheidet größere Wasser- und Öltropfen der Druckluft aus

  • beim Eintritt in das Gerät wird die Druckluft in Rotation versetzt

  • der Trockenraum ist mit Schmelzmittel gefüllt, das der Luft die Wassertropfen entzieht

  • das Schmelzmittel verbindet sich mit Wasser und gelangt in den Auffangraum; im Trockenraum wird das Schmelzmittel langsam verbraucht.

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Das Schmelzmittel muss regelmäßig ersetzt werden.

12. Wie arbeitet die Adsorptionstrocknung?

  • Begriff „Adsorbieren“: Stoffe werden an der Oberfläche fester Körper abgelagert

  • ist ein physikalischer Vorgang

  • das Trockenmittel ist ein Gel aus einem körnigen Material

  • die poröse Oberfläche der Körner wird beim Durchströmen der Druckluft mit Flüssigkeit gefüllt

  • das gesättigte Gel-Bett wird regeneriert; durch den Trockner wird Warmluft geblasen, die die Feuchtigkeit aufnimmt.

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Die Speicherkapazität des Gel-Bettes ist begrenzt. Die Auswechselung muss alle zwei bis drei Jahre erfolgen. Innerhalb dieser Zeit kann der Trockner jedoch immer wieder regeneriert werden.

13. Wie arbeitet die Kältetrocknung?

  • Physikalischer Vorgang: Wird Druckluft unter den Taupunkt abgekühlt, so tritt eine Kondensation ein; das Wasser wird abgeschieden

  • die zu trocknende Druckluft strömt in den Kältetrockner

  • im ersten Teil der Anlage durchströmt sie den Luft-Luft-Wärmetauscher

  • dort wird die zu trocknende, warme Druckluft von der ausströmenden kalten und trockenen Luft vorgekühlt, Wasser und Öl werden ausgeschieden

  • im zweiten Teil tritt die Druckluft in das Kälteaggregat, es erfolgt eine Abkühlung an den Kältespiralen, die mit einem Kältemittel durchströmt werden

  • Wasser und Ölteilchen werden nochmals ausgeschieden

  • die saubere und trockene Druckluft strömt wieder in den ersten Teil des Kältetrockners, tritt auf der Sekundärseite ein und übernimmt die Vorkühlung der auf der Primärseite einströmenden warmen Druckluft.

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Verölte und verschmutzte Innenwände können die Funktion beeinträchtigen. Deshalb muss ein Vorfilter dafür sorgen, dass größere Öl- und Schmutzteile ausgeschieden werden.

14. Welche Anforderungen werden an Druckluftleitungen gestellt?

  1. Regelmäßige Wartung und Kontrolle.

  2. Möglichst keine Verlegung im Mauerwerk oder in engen Rohrschächten.

  3. Die Rohrleitung muss in Strömungsrichtung 1 bis 2 % Gefälle haben.

  4. Wegen des anfallenden Kondensats sind die Abzweigungen der Luftentnahmestellen bei horizontalem Leitungsverlauf grundsätzlich an der Oberseite des Rohres anzubringen.

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Bereits kleine Undichtigkeiten der Druckluftleitungen verursachen Druckverluste.

15. Wie werden Druckluftleitungen eingeteilt?

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16. Welche Normen regeln die Versorgung mit Druckluft?

  • DIN 1945 Raumlufttechnik

  • VDI Richtlinie 2045 Bl. 2 Anforderungen an die Versorgung mit Druckluft.

17. Welche Aufgabe hat die Wartungseinheit?

Die Druckluft aus dem Rohrleitungsnetz darf nicht unmittelbar den Pneumatikelementen zugeführt werden. Sie muss aufbereitet werden:

  • Reinigen und Abscheiden von Kondensat in einem Filter mit Abscheider

  • Regeln durch ein Druckreduzierventil mit Überdruckmessgerät (hält den konstanten Druck)

  • Evtl. Anreichern mit Ölnebel in einem Öler (Korrosion und Abrieb werden vermieden).

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Die Wartungseinheit besteht aus Filter, Regler (Druckreduzierventil mit Überdruckmessgerät) und evtl. Öler.