Effiziente Druckluftverteilung

Druckluftverteilung bezieht sich auf die Infrastruktur, die erforderlich ist, um Druckluft von einem Kompressor zu verschiedenen Verbrauchern zu transportieren. Eine typische Druckluftverteilung besteht aus Rohrleitungen, Armaturen und Ventilen. Eine gut geplante und ausgeführte Druckluftverteilung ist wichtig, um eine zuverlässige und effiziente Versorgung mit Druckluft zu gewährleisten. Eine ineffiziente Druckluftverteilung kann zu Druckverlusten, Energieverschwendung und höheren Betriebskosten führen, gerade in historisch gewachsenen Systemen. 

Die Leitungslänge eines Druckluftnetzes lässt sich mit folgender Faustformel beschreiben: je kürzer, desto besser. Bei langen Verteilungswegen sind die Möglichkeiten des Druckverlustes höher, das Druckniveau fällt schneller ab und es entstehen mehr Leckagen. Es kann vorkommen, dass am Ende nicht mehr der gewünschte Druck ankommt, was in der Praxis häufig dazu führt, dass einfach das Druckniveau am Kompressor angehoben wird. Dies erhöht den Energieverbrauch. 

Es ist daher wichtig, auf optimale Rohrverteilung und -dimensionierung zu achten. Auch eine gerade Leitungsführung mit Vermeidung von Knicken und Bögen kann durch eine sorgfältige Planung der Druckluftverteilung sichergestellt werden. Zusätzlich sollte das Verteilsystem in Zonen (nach Nutzung) mit geeigneter Druckregelung oder Absperrventilen eingeteilt werden. So werden nicht genutzte Leitungsabschnitte durch Absperren aus der Verteilung genommen und eine bestmögliche Effizienz des Systems wird sichergestellt.

Die hohen Verluste durch Leckagen und verzweigte Leistungswege können sogar dazu führen, dass an den Maschinen, Anlagen und Werkzeugen beispielsweise vielleicht nur 5 Bar benötigt werden, aber dennoch 8 Bar erzeugt werden müssen. Des Weiteren sollte darauf geachtet werden, dass es zu keinen Verengungen innerhalb der Leitung kommt. Durch solche Verengungen kann der Luftfluss gestört werden. Um das zu verhindern, sollten die Druckluftschläuche möglichst kurzgehalten und manuelle Verlängerungen und „Schlauchsalat“ vermieden werden. Spiralschläuche können durch gerade PU-Schläuche ersetzt werden.

Der Druckabfall zwischen Druckluftbehälter und Kupplung sollte 0,1 bar nicht übersteigen. Eine geringe Innenrauigkeit der Verteilungsleitungen hilft zusätzlich, die Qualität der Luft nicht zu beeinträchtigen. Um weitere Druckverluste zu verringern, sollten außerdem bestehende Armaturen durch verlustarme ersetzt werden. Ein Austausch der bestehenden Sitzventile oder ersatzbedürftiger Armaturen mit hohem Druckverlust durch moderne Kugelhähne oder Klappen mit vollem Durchgang ist zu empfehlen. Generell ist zu prüfen, ob das gesamte Leitungsnetz oder Teilbereiche außerhalb der Betriebszeiten von der Druckluftzentrale abgekoppelt werden können.

Erste Schritte bei der Umsetzung

• Stellen identifizieren, an denen Verteilung und Dimensionierung nicht optimal sind
• Zu lange Schläuche austauschen
• Ggf. Leitungsführung anpassen, um Knicke und Bögen zu vermeiden
• Alte und kaputte Ventile und Armaturen austauschen
• Druckluftsystem in Zonen aufteilen

Herausforderungen und Lösungsansätze

Die Erneuerung des Verteilernetzes ist oft mit hohen Kosten verbunden. Daher wird diese Maßnahme trotz der erheblichen Einspareffekte in vielen Unternehmen nicht priorisiert. Um die Gesamtkosten zu senken, kann es hilfreich sein, das Vorhaben in Teilprojekte zu zerlegen und Bereiche nach und nach abzuarbeiten. So kann der Arbeitsaufwand oft über die normale Instandhaltung abgebildet werden oder einzelne Sanierungen können mit der Wartung abgearbeitet werden.

Austausch alter Druckluftleitungen

Ein Unternehmen aus dem Bereich der Metallverarbeitung benötigt für mehrere Anlagen Druckluft und verfügt daher über ein Druckluftsystem in Form einer Ringleitung, welches mit 7,6 bar betrieben wird. Die circa 30 Meter lange Rohrleitung ist knapp 40 Jahre alt und besteht aus verzinktem Stahl. Die Rohre werden nun gegen neue Aluminium-Rohre ausgetauscht, wodurch die Durchflussleistung um 24 Prozent gesteigert wird. Zusätzlich werden an einigen Stellen kleinere Schäden behoben, Ventile ausgetauscht und 3 Zonen gebildet.

Im Unternehmen wird im 2-Schicht-Betrieb gearbeitet und pro Jahr können rund 5.600 Betriebsstunden am Kompressor erwartet werden, der Montagmorgen an- und erst Samstagmorgen wieder ausgeschaltet wird. Derzeitig wird ein 20 kW-Kompressor betrieben, um einen Volumenstrom von 4,5 m³/ min zu liefern. Mit dem neuen Rohrsystem kann dieselbe Leistung auch von einem noch verfügbaren 15 kW-Kompressor erreicht werden.

30 Meter Aluminiumleitungen kosten etwa 500 €, die Anschaffung der übrigen Teile beläuft sich ebenfalls auf wenige 100 €. Die Installation und Montage wird von den betriebseigenen Elektrikern und Schlossern vorgenommen und findet deshalb keine Berücksichtigung in der Amortisationsrechnung.