Wie hoch ist der Umwandlungswirkungsgrad zwischen dem vom Kompressor erzeugten Luftvolumen und der getrockneten Luft?

I. Zunächst klären wir, was unter „Konversionsrate“ zu verstehen ist.

Die Umwandlungsrate zwischen „der vom Kompressor erzeugten Luft“ und „trockener Luft“ ist kein festgelegter Wert. Sie kann drei unterschiedliche Bedeutungen haben: Erstens die Volumenänderung der angesaugten Umgebungsluft nach der Kompression; zweitens die Nettomenge an Luft, die nach dem Durchlauf durch einen Trockner noch abgegeben werden kann; drittens der Grad, in dem das im Druckluftstrom enthaltene Wasser entfernt wurde, sodass der gewünschte Taupunkt erreicht wird.

II. Grundlegende Beziehungen zur erzeugten Luftmenge

Die auf dem Typenschild eines Druckluftkompressors angegebene Fördermenge bezeichnet in der Regel den freien Luftdurchsatz unter bestimmten Ansaugbedingungen. Nach der Kompression ändert sich das Luftvolumen in Abhängigkeit von Druck und Temperatur, während die Masse der trockenen Luft im Wesentlichen konstant bleibt. Daher ist bei Vergleichen der erzeugten Gasmenge zunächst eine einheitliche Umrechnung auf gleiche Druck‑, Temperatur‑ und Bezugsbedingungen vorzunehmen.

• Ansaugzustand:Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und atmosphärischer Druck beeinflussen alle die tatsächliche Ansaugmenge.
• Auspuffdruck:Der Überdruck muss zunächst in einen absoluten Druck umgerechnet werden, bevor ein Vergleich der Volumenströme vorgenommen werden kann.
• Auspufftemperatur:Der Temperaturunterschied vor und nach der Kühlung beeinflusst den Volumenstrom der Druckluft.

Bei annähernd gleichen Temperaturen lässt sich das Verhalten nach der Zustandsgleichung für Gase näherungsweise so interpretieren: Bei einem Anstieg des Drucks verringert sich das Volumen, das eine gegebene Luftmasse einnimmt.

III. Kernfaktoren der Umwandlungsrate trockener Luft

Der Trocknungsprozess senkt in erster Linie den Wasserdampfgehalt der Druckluft. Wenn das Trocknungsgerät keine zusätzliche Luft verbraucht, nimmt die Masse der getrockneten Luft praktisch nicht ab; in realen Anlagen können jedoch Regenerations‑Spülvorgänge, automatische Entwässerung, Druckverluste und Leckagen auftreten, die die tatsächlich verfügbare Menge an getrockneter Luft beeinflussen.

• Kältetrockner:Die Hauptmethode besteht darin, durch Kühlung das Wasser auszufällen; in der Regel wird die Regeneration nicht hauptsächlich durch den massiven Verbrauch von Druckluft erreicht.
• Adsorptionslufttrockner:Es ist ein Regenerations‑Trocknungsmittel erforderlich, das möglicherweise einen Teil der Druckluft verbraucht oder eine andere Regenerierungsmethode anwendet.
• Taupunktanforderungen:Je niedriger der gewünschte Taupunkt, desto höher sind in der Regel die Trocknungsbelastung und der Regenerationsverbrauch.
• Einlassluftfeuchtigkeit:Je feuchter die Umgebung ist, desto mehr Feuchtigkeit muss entfernt werden, und desto deutlicher wirkt sich dies auf das Trocknungssystem aus.

IV. Wie wird die Konversionsrate berechnet?

Wenn man die trockene, gereinigte Ausgangsluftmenge als Bezugsgröße heranzieht, lässt sich die Schätzung nach folgendem Ansatz erfolgen:

Trockenluftabgabemenge = Zuluftmenge des Trockners – Regenerationsverbrauch – Verluste durch Entwässerung und Leckagen

Umwandlungsgrad der Trockenluft = Ausgangsmenge an trockener Luft ÷ Eingangsmenge an feuchter, komprimierter Luft × 100%

Wenn die Drücke und Temperaturen von Ein- und Ausgangsgrößen unterschiedlich sind, dürfen die Volumenströme nicht unmittelbar miteinander verglichen werden; vielmehr sind sie zunächst auf denselben Normzustand oder dieselbe Betriebsbedingung umzurechnen, bevor die Berechnung erfolgt.

V. Warum kann man nicht einfach einen festen Prozentsatz angeben?

Unterschiedliche Entlüftungsdrücke der Kompressoren, variierende Umgebungstemperaturen und -feuchtigkeiten, unterschiedliche Trocknerarten sowie divergierende Taupunktanforderungen führen jeweils zu deutlichen Abweichungen in den Ergebnissen. So ist beispielsweise bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit die Wasserabtrennlast höher; bei niedrigen Taupunktanforderungen kann zudem der Regenerationsverbrauch des Trocknungssystems ansteigen. Daher ist die konkrete Umwandlungsrate unter Berücksichtigung der Geräte‑Typenschildangaben, der tatsächlichen Betriebsbedingungen sowie der technischen Unterlagen des Trockners zu bewerten.

VI. Empfehlungen zur Projektabschätzung

• Bestätigen Sie den dem Luftverdrängungsvolumen des Kompressors entsprechenden Ansaugzustand oder Normzustand.
• Bestätigen Sie den Betriebsdruck des Systems, die Druckschwankungen sowie den Bedarf an der Entnahmestelle.
• Bestätigen Sie den Trocknertyp, die Nennleistung, den Druckverlust sowie den Regenerationsverbrauch.
• Bei der Auslegung ist ein angemessener Leistungsüberschuss einzuplanen, um einen dauerhaften Vollastbetrieb des Trockners zu vermeiden.
• Beachten Sie die Auswirkungen von Entwässerungseinrichtungen, Leckagen in Rohrleitungen und Filterdruckabfällen auf die verfügbare Gasmenge.