Methode zur Einzelmaschinenmessung des Druckluftverbrauchs

Die große Bedeutung der Messung des Druckluftverbrauchs

In der industriellen Produktion gilt Druckluft als die vierte Hauptenergiequelle; ihr Energieverbrauch nimmt einen erheblichen Anteil am gesamten Energiebedarf eines Werks ein. Die genaue Messung des Druckluftverbrauchs einer einzelnen Kompressor‑ oder Verbraucheranlage bildet eine entscheidende Grundlage für Energieaudits, Kostenrechnungen sowie energetische Modernisierungsmaßnahmen in Unternehmen. Durch präzise Datenüberwachung können Verantwortliche Leckagen im Rohrleitungssystem sowie Leerlaufbetrieb von Anlagen frühzeitig erkennen und so den Systembetrieb optimieren sowie den Gesamtenergieverbrauch senken.

Häufige Messverfahren für den Druckluftdurchfluss

Ausgehend von den physikalischen Eigenschaften der Druckluft kommen in der Industrie vorwiegend folgende Durchflussmessgeräte zum Einsatz:

• Drosselplatten-DurchflussmesserAuf der Grundlage des Strömungsdrosselungsprinzips wird der Durchfluss durch die Messung des Druckunterschieds berechnet, der zwischen Vor- und Nachlauf einer Blende entsteht. Dieses Verfahren ist technisch ausgereift und konstruktiv einfach; es erfordert jedoch lange gerade Rohrabschnitte und weist einen relativ hohen Druckverlust auf.
• Vortex-DurchflussmesserBasierend auf dem Prinzip der Karman-Wirbelstraße bilden sich beim Durchströmen eines Gases um ein Hindernis abwechselnd freigesetzte Wirbel; die Strömungsgeschwindigkeit und der Volumenstrom werden durch Erfassung der Wirbelfrequenz bestimmt. Zu den Vorteilen zählen ein großer Messbereich, geringe Druckverluste sowie eine hohe Messgenauigkeit; diese Methode gehört derzeit zu den am weitesten verbreiteten Messverfahren.
• Thermischer MassendurchflussmesserEs wird das Prinzip der Wärmeleitung genutzt: Die Massendurchflussrate wird durch die Messung der vom Gasstrom abgeführten Wärmemenge ermittelt. Diese Methode ermöglicht die direkte Bestimmung des Massendurchflusses ohne Temperatur- und Druckkompensation, ist besonders geeignet für die Messung von Druckluft bei niedrigem Druck und kleinen Rohrdurchmessern und weist einen äußerst geringen Druckverlust auf.

Grundsätze der Auswahl von Messgeräten

Bei der Auswahl einer geeigneten Messmethode sind zahlreiche betriebliche Randbedingungen umfassend zu berücksichtigen:

• Rohrdurchmesser und DurchflussbereichWählen Sie entsprechend den tatsächlichen Abmessungen der Rohrleitung und der erwarteten Durchflussmenge ein Geräte mit geeigneter Messbereichsabstimmung, um einen Betrieb außerhalb des Messbereichs sowie eine Verringerung der Messgenauigkeit zu vermeiden.
• Gasqualität: Enthält die Druckluft einen hohen Anteil an Feuchtigkeit, Öl oder Verunreinigungen, sollte ein Durchflussmesser mit hoher Störfestigkeit und geringer Verstopfungsneigung gewählt oder vor der Messstelle ein hochwirksamer Filter installiert werden.
• Anforderungen an Genauigkeit und DruckverlustFür Anwendungen mit äußerst strengen Anforderungen an die Energieeffizienz sind thermische Massendurchflussmesser oder Vortex-Durchflussmesser mit geringem Druckverlust vorzuziehen.

Hinweise zur Installation und zur regelmäßigen Wartung

Unabhängig von der gewählten Messmethode sind eine fachgerechte Installation und eine regelmäßige Wartung die Voraussetzungen für die Gewährleistung der Datenzuverlässigkeit.

• EinbaupositionEs sollte möglichst eine Stelle gewählt werden, die von Bögen, Armaturen und anderen Einrichtungen entfernt ist, die Strömungsstörungen verursachen können, und es sind ausreichend gerade Rohrabschnitte vor und hinter dem Durchflussmesser sicherzustellen, um eine gleichmäßige Gasströmung zu gewährleisten.
• RohrleitungsbearbeitungVor der Installation sind Schweißspritzer, Rost und andere Fremdkörper im Rohrleitungsinneren zu entfernen, um eine Beschädigung des internen Sensors des Durchflussmessers oder eine Verstopfung der Druckabgriffleitungen zu vermeiden.
• Regelmäßige Kalibrierung und AbwasserentsorgungRegelmäßige Überprüfung und Ablassen des Kondenswassers aus Filtern und tiefgelegenen Stellen der Leitungen, um die Gasdrucktrockenheit zu gewährleisten; gemäß den Gerätevorgaben periodische Durchführung der Nullpunktkalibrierung und der Genauigkeitsüberprüfung.

Datenüberwachung und Systemoptimierung

Nach Abschluss der Messung des Einzelverbrauchs an Druckluft ist die Datenübertragung in das unternehmenseigene Energiemanagementsystem vorzunehmen. Durch den Vergleich zwischen der Erzeugungsleistung der Kompressoren und dem Verbrauch an den Entnahmestellen lässt sich die Leckagequote des Druckluftnetzes ermitteln. Zugleich ermöglicht eine Analyse der Verbrauchsschwankungen in Abhängigkeit von den Produktions­schichten, eine sinnvollere An‑/Ab-Steu­erungsstrategie für die Kompressoren sowie geeignete Frequenzumrichter‑Umrüstkonzepte zu entwickeln, wodurch eine präzise Steuerung und ein effizienter Energieeinsatz im Druckluftsystem nachhaltig sichergestellt werden.