Wirtschaftlich lassen sich Druckluftanlagen auf Dauer nur betreiben, wenn die einsatzbeding-ten Anforderungen bei Planung, Erweiterung, Modernisierung und alltäglichem Betrieb an-gemessen berücksichtigt werden.
Der Anwendungsbereich der Druckluft hat sich auch in der Textilveredelungsindustrie, erheb-lich erweitert. Eine wesenterheb-liche Voraussetzung für den effizienten Drucklufteinsatz in den verschiedenen Textilveredelungsprozessen und –bereichen ist eine zuverlässige und kos-tengünstige Erzeugungs- und Aufbereitungstechnik. Diese muss jederzeit in der Lage sein, die benötigte Druckluft kostengünstig und in der erforderlichen Menge und in einer anwen-dungsgerechten, exakt definierten Qualität zur Verfügung zu stellen.
Aufstellungs- und Umgebungsbedingungen
Grundsätzlich bestehen an den Kompressorraum folgende Forderungen:
Þ Sauber, trocken, staubfrei, kühl (wenn möglich Installation auf der Nordseite eines Ge-bäudes – Luftansaugung von außen)
Þ Frostfrei (evtl. sind die Zuluftöffnungen mit verstellbaren Jalousien zu versehen) Þ Genügend Platz für Wartung und Prüfung der Kompressoren
Þ Zuluftöffnung und Abluftöffnung möglichst entgegengesetzt installieren, auf ausreichend Abstand zur Wand hin achten
Þ Bei kleinen Räumen oder bei Aufstellung mehrerer Kompressoren in einem Raum künst-liche Belüftung vorsehen (evtl. temperaturgesteuert)
Aufbereitungsgeräte und Rohrleitungen
Durch die Wahl der Kühlmöglichkeit unterscheiden sich die Kühlkosten. Wassergekühlte Kompressoren verursachen doppelt soviel Kühlkosten wie vergleichbare luftgekühlte Versio-nen14. Wirtschaftliche Druckluftaufbereitung wird auch vom Einsatz moderner Trockner posi-tiv beeinflusst. Dies wird durch den Einsatz neuer Steuerungsmöglichkeiten (nur dann im Betrieb, wenn wirklich Kälteleistung benötigt wird) oder durch die Wahl des Trockners (kalt- oder warmregeneriert, Adsorptionstrockner) bewerkstelligt. Die Investition in einen Energie-spartrockner lohnt sich im bestehenden Betrieb in der Regel nur bei einem Defekt des Käl-tetrockners. Bei Anschaffung von Neuanlagen sollte die Verwendung eines Ener-giespartrockners erfolgen.
Druckluftleitungen sollten möglichst geradlinig verlegt werden. Bei nicht zu vermeidenden Ecken sollten keine Knie- und T-Stücke Verwendung finden. Lange Bögen und Hosenstücke sind strömungstechnisch günstiger und verursachen dadurch einen geringeren Druckabfall.
Abrupte Querschnittsveränderungen sind aufgrund des hohen Druckabfalls zu vermeiden.
Auf ausreichende Dimensionierung der Rohrleitungen (besonders bei gewachsenen Betrie-ben) ist zu achten.
Die räumliche Struktur des Betriebes entscheidet, ob die Druckluftversorgung zentral oder dezentral erzeugt und verteilt werden muss. Grundsätzlich sollte Drucklufterzeugung und Drucklufteinsatzbereiche nahe beieinander liegen.
Große Rohrleitungsnetze sollten in mehrere Abschnitte unterteilt und mit Absperrventilen ausgerüstet werden. Die Möglichkeit, Teile des Netzes stillzulegen, ist besonders für Inspek-tionen, Reparaturen und Umbauten wichtig, kann aber auch zur Eingrenzung der Leckage-ermittlung hilfreich sein.
Bei im Betrieb schlagartig auftretenden Luftentnahmen lassen den Druck im Leitungsnetz schlagartig abfallen und beeinflussen so direkt negativ die Schaltdifferenzen des Kompres-sors. Durch den Einbau eines Pufferbehälters kann der einzustellende Maximaldruck des Leitungssystems möglichst nah am Betriebsdruck herangeführt werden. Die Zeitspanne zwi-schen dem Auftreten des erhöhten Luftverbrauchs und dem Zuschalten des Kompressors kann so gezielt überbrückt werden. Der Verlust durch Leckagen wird durch die Absenkung des Betriebsdruckes verringert, was sich positiv auf die Energiekosten auswirkt. Absenkung des Betriebsdruckes von z.B. 10 bar auf 9 bar reduziert den spezifischen Stromverbrauch und damit die Kosten um 6%.
Unter Umständen ist bei großen Druckluftnetzen auch eine zweite Kompressorstation vor-teilhaft, die das Rohrleitungsnetz von einer anderen Stelle aus versorgt. Dadurch legt die Druckluft kurze Wege zurück. Der Druckabfall in der Leitung gestaltet sich dadurch kleiner.
Effiziente Steuerung
Die Steuerungstechnik wirkt sich in hohem Masse auf die Wirtschaftlichkeit der Drucklufter-zeugung aus. Verschiedene Kompressorsteuerungen (interne und übergeordnete Systeme, auch Leittechnik) sind auf dem Markt. Besonders Augenmerk sollte auf einen möglichst ge-ringen Wartungsbedarf und die möglichst gleichmäßige Auslastung der Kompressoren (hö-here Lebensdauer) gelegt werden. Auch etwaig notwendiger Sicherheitsreserven der Kom-pressorenleistung und auch des Leitungsnetzes sollten bei Planung und Auslegung Berück-sichtigung finden.
Wärmerückgewinnungsmöglichkeiten
Kompressoren bieten viele Möglichkeiten Energie und Kosten durch Abwärmenutzung zu sparen. Der Aufwand lohnt sich in der Regel bei größeren Schrauben- und Kolbenkompres-soren und Kompressorverbundsystemen. Die nutzbare Energie steigt mit der installierten Kompressorleistung.
Die Investitionskosten für eine WRG hängen stark von den baulichen Gegebenheiten am Aufstellungsort ab. Grundsätzlich muß entschieden werden ob die Abwärme zum Beheizen von Räumen oder zum Erhitzen von Brauch- oder Heizungswasser genutzt werden soll. Zu-satzkosten für WRG-Systeme an Kompressoranlagen zur Warmwassererzeugung liegen bei ca. 2.000 DM. Dabei ist zu bedenken, daß die Raumheizung im Sommer meist ungenutzt bleibt.
Je höher die Einschaltdauer des Kompressors ist, desto eher lohnt sich die Nutzung der Ab-wärme. In jedem Fall sollte vor der Installation einer WRG eine Wärmebedarfsbetrachtung in dem Bereich durchgeführt werden, in dem die Anlage zum Einsatz kommen soll. Diese Be-trachtung wird dann mit den durchschnittlichen Laufzeiten des Kompressors und mit der da-mit verbundenen Wärmeabgabe verglichen.
Vorhandene Druckluftanlagen sollten regelmäßig (bei Betriebsstillstand) auf Leckagen (Hör-probe bei Betriebsruhe) untersucht werden. Darüber hinaus wird empfohlen regelmäßig auch den Verbrauch messtechnisch zu erfassen und auszuwerten (Durchführung einer Druckluft-bedarfsanalyse). Die Leckagemessung kann auch von Hand erfolgen.
Leckagenermittlung
Bei Betriebsstillstand wird das Rohrleitungssystem mit einem bestimmten Druck belastet.
Sind keine Leckagen vorhanden, fällt bei Betriebsstillstand der Druck nicht ab und der Kom-pressor schaltet auch nicht ein. Sind Leckagen vorhanden, läuft der KomKom-pressor bei Errei-chen der unteren Druckgrenze (individuell je Betrieb eingestellt) an. Mit einer Uhr wird die Arbeitszeit des Kompressors gemessen und mit der Luftleistung des Kompressors multipli-ziert. Um Fehler auszuschließen, wird der Meßvorgang mehrmalig wiederholt.
Nach Vorliegen der Zahlen wird die zur Kompensation der Leckageverluste benötigte Ar-beitszeit des Kompressors zur gesamten Prüfzeit in Beziehung gesetzt und auf die Druckluft-leistung des Kompressors bezogen. Im Ergebnis erhält man den Teil des Volumenstroms, der durch Undichtigkeiten aus dem Druckluftnetz entweicht.
Über die installierte Leistung in kW, die Betriebsstundenzahl und den kWh-Preis kann der jährliche Verlust berechnet werden.
Als Richtwert gilt, dass bei einem Leckageanteil von > 10% eine Sanierung in der Regel wirt-schaftlich rentabel ist. Ein Leckageanteil von < 10% ist als günstig einzustufen, eine weitere Optimierung ist oft nicht wirtschaftlich. Die Durchführung einer sach- und fachgerechten In-spektionen ergänzen die Wartungsarbeiten und trägt wesentlich zur Betriebssicherheit und Betriebskostenreduktion bei.
Tip
Ermittlung der Leckagestelle durch Þ Hörprobe oder
Þ Ultraschallmessgerät
(Feinortung mit Hilfe von Wasser oder Spray)