Kann die auf dem Typenschild des Kompressors angegebene Fördermenge unmittelbar als Einlassluftmenge am Eingang des Luftspeichers eingegeben werden?

Bedeutung der Nennleistung auf dem Typenschild

Die auf dem Typenschild eines Druckluftkompressors angegebene Fördermenge bezeichnet in der Regel den nominalen Volumenstrom, den das Gerät unter bestimmten Nennbedingungen liefert, und dient häufig zur Kennzeichnung der Leistungsklasse des Kompressors. Dieser Wert hängt in der Regel von der Nenndrehzahl, den Nenn‑Ansaugbedingungen, dem Nenn‑Austrittsdruck sowie der jeweiligen Prüfmethode ab und entspricht nicht dem tatsächlichen Volumenstrom am Einlass des Pufferspeichers zu einem beliebigen Betriebszeitpunkt.

Warum kann man nicht direkt den Einlass des Pufferspeichers eingeben?

• Der Messzustand kann unterschiedlich sein.Die Nennleistung des Typenschilds kann entweder im Ansaugzustand oder im Normzustand angegeben werden, während der Einlassvolumenstrom des Pufferspeichers dem Zustand des komprimierten Gases bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur entspricht.
• Temperatur und Druck beeinflussen das Volumen.: Das Volumenstromverhältnis eines Gases ändert sich mit Änderungen von Druck und Temperatur. Ein Anstieg des Drucks im Zulaufabschnitt, Temperaturschwankungen oder der Betrieb des Kühlers führen jeweils zu Veränderungen des Volumenstroms.
• Im tatsächlichen Betrieb ist die Auslastung nicht durchgehend voll.: Das Laden, das Entladen, die Frequenzregelung sowie Schwankungen im Gasverbrauch können dazu führen, dass der momentane Durchfluss vom Nennwert abweicht.
• Leckage und Widerstand dürfen nicht vernachlässigt werden.: Rohrleitungen, Ventile, Filter, Kühler und Anschlüsse verursachen Druckverluste; zudem können innere oder äußere Leckagen auftreten.
• Luftfeuchtigkeit und Kondensation beeinflussen die Menge an trockener Luft.: Das in der Luft enthaltene Wasser kann sich nach der Kompression und Abkühlung auskondensieren und die Menge des in den Pufferbehälter gelangenden nutzbaren Gases beeinträchtigen.

Unter welchen Umständen darf eine Näherung verwendet werden?

Unter der Annahme, dass lediglich eine grobe Abschätzung vorgenommen wird und die Anlage durchgehend mit voller Last betrieben wird, kann die Nenn‑Ausschaltmenge des Typenschilds als Referenzwert für die Einströmmenge am Eingang des Pufferbehälters herangezogen werden. Allerdings ist klarzustellen, dass dieser Wert ein Nennwert und kein exakt dimensionierter Sollwert ist. Wird er zur Auslegung des Behältervolumens, der Aufladungszeit, der Druckabfall‑Berechnung, der Sicherheitsentlastung oder der Steuerungssysteme verwendet, sollte er nicht unverändert übernommen werden.

Eine in der Praxis sicherere Vorgehensweise

• Nennweite des Typenschilds bestätigen: Prüfen Sie in den technischen Unterlagen die dem Förderstrom entsprechenden Zustände, Drücke, Temperaturen sowie die Testbedingungen.
• Einheitlicher Rechenstandard: Die Durchflussmengen werden auf eine einheitliche Bezugsbedingung umgerechnet, beispielsweise auf Standardbedingungen, die Ansaugbedingungen oder den tatsächlichen Zustand am Einlass des Pufferspeichers.
• Berücksichtigung der Betriebsbedingungen: Bestimmung des Durchschnitts‑ und des Spitzenflusses unter Berücksichtigung der Steuerungsart des Kompressors, des Lastkoeffizienten, des Gasverbrauchsprofils sowie der Häufigkeit von Ein‑ und Ausschaltvorgängen.
• Hinzufügen der Korrektursicherheit: Berücksichtigen Sie bei der Planung des Rohrleitungssystems, der Filter‑ und Reinigungsanlagen, der Leckagebedingungen sowie des Wartungszustands ausreichend Spielraum für Anpassungen.
• Vorrangig sind Messdaten zu verwenden.: In bestehenden Systemen können Durchflussmesser, Druckaufzeichnungen und Druckaufbauzeit‑Tests zur Kalibrierung der Auslegungsparameter eingesetzt werden.

Aspekte, die bei der Auslegung von Pufferspeichern zu berücksichtigen sind

Die Funktion eines Luftspeichertanks besteht in der Regel darin, den Druck zu stabilisieren, Druckschwankungen zu dämpfen, Druckluft zu speichern und die Steuerung der Druckluftanlage zu unterstützen. Daher ist die angesaugte Luftmenge am Einlass nur eine der Eingangsbedingungen; zusätzlich sind die Schwankungen auf der Verbraucherseite, der zulässige Druckunterschied, die Aufladezeit, die Entwässerungsart, Sicherheitsvorrichtungen sowie der Systemwiderstand zu berücksichtigen. Wird lediglich die Nennförderleistung aus dem Typenschild zugrunde gelegt, besteht die Gefahr, dass die tatsächlichen Schwankungen unterschätzt werden, was wiederum zu einer zu kleinen oder zu großen Auslegung des Speichervolumens führen kann.

Schlussfolgernde Empfehlungen

Die auf dem Typenschild angegebene Nennleistung kann als Grundlage zur Einschätzung der Leistungsfähigkeit eines Kompressors und zur Durchführung einer ersten Abschätzung herangezogen werden; es ist jedoch nicht empfehlenswert, sie ohne entsprechende Korrekturen unmittelbar als Einlassvolumenstrom am Eingang des Luftspeicherbehälters zu verwenden. Zuverlässiger ist es, die Definition des auf dem Typenschild angegebenen Volumenstroms zu prüfen und diesen unter Berücksichtigung des tatsächlichen Drucks, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, der Betriebslast sowie der Rohrleitungseigenschaften in den Einlassvolumenstrom des Speicherbehälters umzurechnen.