Zusammenhang zwischen Luftmenge und Druck eines Kompressors

Grundbegriffe von Luftmenge und Druck

AusstoßmengeIn der Regel bezeichnet man damit die in einer bestimmten Zeiteinheit vom Kompressor bereitgestellte Menge an Druckluft; häufig wird dies als Fördermenge oder nutzbare Luftmenge verstanden.DruckDies ist die Leistung, die erforderlich ist, damit Druckluft den Widerstand der Rohrleitungen, Ventile und Verbrauchseinrichtungen überwinden kann. Beide Faktoren bestimmen gemeinsam, ob das System eine stabile Luftversorgung gewährleisten kann.

Warum ändert sich die Gasmenge bei steigendem Druck?

Bei unveränderten Anlagenaufbauten, Drehzahlen und Antriebsleistungen bedeutet eine Erhöhung des Austrittsdrucks, dass der Verdichtungsprozess einen höheren Gegendruck überwinden muss; dabei steigen sowohl die Leckageverluste als auch die Temperaturerhöhung und der Leistungsbedarf. Daher kann derselbe Kompressor unter höheren Druckbedingungen in der Regel nur eine geringere Luftmenge stabil abgeben als unter niedrigeren Druckbedingungen.

Kritische Faktoren, die die Beziehung zwischen beiden beeinflussen

• Komprimierungsart und -stufe:Verschiedene Verdichterstrukturen weisen unterschiedliche Anpassungsfähigkeiten hinsichtlich Druck und Durchfluss auf; unter Hochdruckbedingungen kommt es umso stärker auf eine sachgerechte Zwischenkühlung und Abdichtung an.
• Antriebsleistung und Drehzahl:Bei Leistungsbegrenzung verringert eine Erhöhung des Drucks die Durchflusskapazität; auch Änderungen der Drehzahl beeinflussen die tatsächliche Ansaug‑ und Ausstoßeffizienz.
• Ansaugbedingungen:Die Ansauglufttemperatur, die Reinheit und der Druckverlust beeinflussen den volumetrischen Wirkungsgrad und damit das Ausströmvolumen.
• Rohrleitungen und Gaslagerungskonfiguration:Ein zu kleiner Rohrdurchmesser, eine zu hohe Anzahl von Verbindungsstücken, verstopfte Filterelemente oder ein unzureichendes Volumen des Luftspeichertanks können die Druckschwankungen am Endpunkt verstärken.

Wie werden bei der Auswahl Druck und Luftmenge aufeinander abgestimmt?

Bei der Auswahl eines Druckluftkompressors darf nicht nur auf einen einzigen Parameter geachtet werden. Zunächst sind der Mindestbetriebsdruck sowie der durchschnittliche Dauerluftverbrauch der angeschlossenen Verbraucher zu ermitteln; anschließend sind unter Berücksichtigung von Leitungsverlusten, künftigen Erweiterungsbedarfen und dem erforderlichen Druckluftspeicher ein angemessener Sicherheitszuschlag einzuplanen. Bei hohem Druckbedarf und geringem Durchfluss ist insbesondere die Stabilität des Hochdrucks zu prüfen; bei hohem Durchflussbedarf und moderatem Druckbedarf sollte dagegen vorrangig die kontinuierliche Luftversorgung gewährleistet werden.

Häufige Anwendungsfehler

• Nur den maximalen Druck anzeigen:Ein höherer Nennwert des Drucks bedeutet nicht, dass die tatsächliche Luftmenge unter allen Betriebsbedingungen ausreicht.
• Enddruckverlust ignorieren:Eine zu lange Rohrleitung oder ein zu hoher Filterdruckverlust führen dazu, dass das Gerät über ausreichenden Druck verfügt, jedoch am Endpunkt nicht genügend Luftmenge zur Verfügung steht.
• Blindes Erhöhen des Drucks:Ein zu hoher Druck erhöht den Energieverbrauch und das Risiko von Leckagen und kann zudem zu einem Verschleiß der gasbetriebenen Geräte führen.

Betriebs- und Wartungsempfehlungen

Im täglichen Betrieb sind der Luftfilter, die Kühlleistung, der Dichtungszustand sowie die Entwässerung und Abwasserentsorgung zu überprüfen. Regelmäßiges Reinigen oder Austauschen verschleißanfälliger Teile trägt dazu bei, die volumetrische Effizienz aufrechtzuerhalten und einen durch Druckschwankungen verursachten Rückgang der Ausströmmenge zu verringern. Stellt sich fest, dass der Druck im Normalbereich liegt, die Werkzeuge jedoch langsamer arbeiten, sollten gleichzeitig der Durchfluss, der Luftbehälter sowie die Rohrleitungen auf mögliche Engpässe geprüft werden.