Wie wird im Allgemeinen das Luftverbrauchsvolumen bei Druckluft angegeben – als Volumen bei welchem Druck?

Kernantwort: In der Regel bezeichnet dies das Volumen unter Standardatmosphärendruck oder im Zustand freier Luft.

Im Industrie- und Ingenieurbereich bezeichnet der Begriff „Verbrauch an Druckluft“ standardmäßig den Verbrauch dieses Gases beiStandardatmosphärendruck (etwa ein absoluter Atmosphärendruck)oderFreie Luft (Free Air)Äquivalentvolumen im jeweiligen Zustand. Beispielsweise das häufig verwendete Normkubikmeter pro Minute (Nm /min) oder der freie Luftdurchsatz (FAD) bezeichnen jeweils das Volumen, das sich ergibt, wenn das tatsächlich verbrauchte Hochdruckgas auf Normaldruckbedingungen umgerechnet wird.

Diese Vereinbarung beruht auf den physikalischen Eigenschaften von Gasen. Gemäß der Zustandsgleichung für Gase wird das Volumen eines Gases mit steigendem Druck erheblich komprimiert. Würde der Gasverbrauch unmittelbar anhand des Volumens bei Betriebsdruck der Rohrleitung angegeben, ergäbe sich für dasselbe Gerät bei unterschiedlichen Versorgungsdrücken ein völlig abweichender Wert, sodass ein vergleichender Einsatz und eine sinnvolle Geräteauswahl vollständig entfallen würden.

Warum wird der Gasverbrauch nicht direkt anhand des Betriebsdrucks berechnet?

Druckluftsysteme sind im Wesentlichen Prozesse der Energieumwandlung; Kompressoren saugen Umgebungsluft an, und die von ihnen geleistete Arbeit hängt maßgeblich von der Menge der angesaugten Luft ab. Daher wird in der Branche allgemein angewendet…Ansaugzustand oder StandardzustandAls einheitlicher Maßstab:

• AbtrennungsdruckvariableDie Betriebsdrücke an den nachgeschalteten Gasverbrauchsstellen ändern sich häufig aufgrund von Druckverlusten in der Versorgungsnetzleitung, Einstellungen der Regelventile oder Prozessanpassungen. Die Volumenmessung bei Normaldruck ermöglicht eine feste Bezugsbasis und gibt das tatsächliche Gesamtvolumen des Gasbedarfs der Anlagen präzise wieder.
• Passende AnlagenkapazitätDie Nennfördermenge eines Kompressors wird in der Regel als Volumenstrom im Freiluftzustand angegeben. Nur bei Verwendung derselben Bezugsbedingungen lässt sich präzise beurteilen, ob die vorhandene Anlage den tatsächlichen Lastspitzen gerecht wird.
• Einheitliche EnergieverbrauchsabrechnungEine vergleichende Analyse der Stromkosten und der Gaserzeugungskosten muss auf einer festen Massen‑ oder Normvolumenbasis beruhen; andernfalls ist eine energieeffiziente Bewertung über Zeiträume oder Systemgrenzen hinweg nicht möglich.

Gängige Maßstäbe und Umrechnungslogiken

Die Definition von Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Normzustand variiert je nach Land und Branche geringfügig; die gängigen Normen lauten wie folgt:

• ISO-Norm: Absoluter Druck 1 bar, Temperatur 20 Grad Celsius, relative Luftfeuchtigkeit 0 %
• Inländische Routine: Absoluter Druck 101. 325 kPa, Temperatur 20 Grad Celsius
• In Nordamerika gebräuchlich: Absoluter Druck 14. 696 psi, Temperatur 68 Grad Fahrenheit

In der praktischen Anwendung kann, sofern der Volumenstrom eines Endgeräts bei einem bestimmten Betriebsdruck bekannt ist, dieser mittels der folgenden Beziehung in den Gasverbrauch unter Normbedingungen umgerechnet werden:

Das Normvolumen entspricht ungefähr dem Betriebsvolumen multipliziert mit dem Quotienten aus der Summe aus Arbeitsdruck und lokalem Atmosphärendruck, dividiert durch den lokalen Atmosphärendruck. Bei der Berechnung sind sämtliche Drücke unbedingt in … umzurechnen.Absoluter Druckund korrigieren Sie die Temperaturabweichung nach Möglichkeit, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

Hinweise zur Anwendung in der Technik

Bei der Systemplanung, der Rohrleitungsplanung oder der Beschaffung von Geräten wird empfohlen, die folgenden Grundsätze zu beachten, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Daten sicherzustellen:

• Klare Angabe der ReferenzbedingungenAlle Daten zum Gasverbrauch sind unter Angabe von Referenzdruck und -temperatur anzugeben, um zu vermeiden, dass allein die Angabe des Volumenwerts zu erheblichen Missverständnissen führt.
• Unterscheidung zwischen Momentanverbrauch und durchschnittlichem Gasverbrauch: Bei intermittierend arbeitenden Geräten wie Magnetventilen und Pneumatikzylindern ist der durchschnittliche Luftverbrauch unter Berücksichtigung der Arbeitsfrequenz und des Hubwegs zu ermitteln; eine bloße Addition der einzelnen Spitzenvolumina ist nicht zulässig.
• Reservierte SystemreserveBei der tatsächlichen Auslegung der Energieversorgung ist auf der Grundlage des theoretischen Gesamtgasverbrauchs ein Sicherheitszuschlag von zehn bis zwanzig Prozent einzuplanen, um Leitungsverluste, Druckabfälle in den Filtern sowie spätere Erweiterungsbedarfe zu berücksichtigen.
• In die Nachbearbeitungsverluste einberechnet: Die Regeneration des Trockners, die Entwässerung durch das automatische Ablassventil sowie weitere Prozessschritte verbrauchen zusätzliche Mengen an Druckluft; dieser verdeckte Verbrauch ist im Gesamtbilanzplan der Anlage gesondert auszuweisen.

Die Beherrschung der korrekten Definition des Gasverbrauchs sowie der entsprechenden Umrechnungslogik trägt maßgeblich zur erhöhten Genauigkeit der Auslegung pneumatischer Systeme bei und verringert sowohl den Energieverbrauch als auch das Risiko bei der Auswahl von Anlagenkomponenten. In technischen Fachgesprächen und in vertraglichen Spezifikationen hat sich die konsequente Verwendung standardisierter Zustandsangaben zu einer allgemein anerkannten Praxis der Branche entwickelt.