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Facility Management: Druckluftanlagen » Strategie » Montage- und Bedienungsanleitung

Druckluftanlagen sind in vielen industriellen Prozessen unverzichtbar

Druckluftanlagen sind in vielen industriellen Prozessen unverzichtbar

Sie versorgen eine Vielzahl von Anwendungen mit der notwendigen Druckluft, darunter pneumatische Werkzeuge, Steuer- und Regelungssysteme sowie diverse Maschinen und Produktionsanlagen. Der Betrieb und die Optimierung solcher Anlagen sind entscheidend für die Effizienz, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit des gesamten Systems. Durch eine Kombination aus technischer Optimierung, regelmäßiger Wartung und moderner Steuerungstechnik lässt sich die Effizienz und Zuverlässigkeit von Druckluftanlagen signifikant verbessern. Dies führt nicht nur zu Kosteneinsparungen, sondern auch zu einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Produktion.

Effektiver Betrieb von Druckluftanlagen im Facility Management

Montage- und Bedienungsanleitung, Druckluftfilter- und Reduzierstation

Wasserenthärtung durch Ionenaustausch

Enthärtung des Rohwassers durch Austausch der Erdalkaliionen gegen Natriumionen (exemplarisch)

Wie gesagt, je nach Verwendungszweck der erzeugten Druckluft muss deren Reinheitsgrad garantiert werden. Aufgrund des Herstellungsprozesses beinhaltet die Druckluft einerseits Kondenswasser und andererseits bestimmte Verunreinigungen. Beim Einsatz von pneumatischen Ventilen stören solche Verunreinigungen erheblich. Aus diesem Grunde muss die Druckluft in der erforderlichen Qualität aufbereitet werden. Dies erfolgt mithilfe von Druckluftfiltern und einer Druckreduzierstation.

Druckregelanlage für Dampfsysteme

Druckregelanlage für Dampfsysteme

Montage- und Betriebsanleitung

Anforderungen beim Druckluftbetrieb

Bei der Montage und im Betrieb sind bestimmte Anforderungen zu beachten, wie die folgende Tabelle exemplarisch zeigt.

Fallbeispiel:

Die technischen Daten einer Druckluftanlage können beispielsweise folgende sein:

  • Primärdruck: max. 10 bar

  • Sekundärdruck: einstellbar 10...80% des Primärdrucks

  • Manometereinstellbereich: 0...2,5 bar 0...6,0 bar, 0...10,0 bar

  • Porenweite des Filters: 50...75 µm

  • Betriebstemperatur: 0...50°C

  • Druckluft-Filter- und Reduzierstation BR 394 1..

  • Montage- und Bedienungsanleitung (entsprechend Übergabeprotokoll

Verlegetechnik von Druckluftleitungen

Die Verlegetechnik soll hier lediglich unter dem Aspekt der Werkstoffwahl betrachtet werden. Kunststoffrohre aus Polybuten (PB) und Polyethylen (PE) im Druckluftbereich sind ca. 80% leichter gegenüber Stahlrohren gemäß DIN 2440.

Ihre Flexibilität und ihr geringes Gewicht ergeben für Kunststoffrohre neue Perspektiven in der Technik der Verlegung

  • Einfache und schnelle Verlegung,

  • geringerer Befestigungsaufwand

  • und rationelle Vorfertigung

Winkelprofil für Wandbefestigungen

Verlegung auf einer Wandkonsole

sprechen für günstige Installationskosten. Durch das geringe Rohrgewicht und der Formteile können Druckluftleitungen in oder an bestehenden Kabelkanälen meist zusätzlich verlegt bzw. befestigt werden.

Filterstruktur für Materialtrennung

Verlegung im Sandbett

In Abhängigkeit von der Nennweite können die Leitungen mit Rohrclips oder Kabelbindern befestigt werden. Weil Kunststoffe nicht elektrisch leiten, ist die Verlegung im Kabelkanal eine besonders komfortable Alternative. Bei der Verlegung in explosionsgeschützten Räumen ist darauf zu achten, dass sich Kunststoffrohre bei entsprechender Luftfeuchtigkeit statisch entladen. Bei der Verlegung im Erdreich eignen sich Kunststoffrohre deshalb gut, weil der aufwendige Korrosionsschutz entfällt. Die entsprechenden Verlegerichtlinien (z.B. im Sandbett usw.) sind einzuhalten.

Druckluftsysteme: Gefälle und Kondensat

Gefälle bei Druckluftleitungen

Bei der Verlegung von Druckluftleitungen ist auch das Gefälle zu beachten, um das Kondensat sicher ablassen zu können. Dabei sind die Kondensatablassleitungen in die Druckluftleitung unten eingebunden, sodass das Kondensat gut ablaufen kann. Im Gegensatz dazu bindet die Luftentnahme oben ein, um Kondensat fernzuhalten „Schwanenhals“.

Dimensionierung von Druckluftleitungen

Druckluftanschluss mit Gefälle

„Schwanenhals-Abgang“ bei feuchter Luft

Eine Druckluftleitung ist eine Energieleitung und muss exakt dimensioniert werden. Wenn aus Unkenntnis z.B. nach den Regeln der Wasserleitung projektiert wird, vernichten die Druckluftleitungen über 50 % der Energie, bevor die Luft beim Abnehmer überhaupt ankommt!

Kunststoffrohre aus Polybuten (PB) und Polyethylen (PE)

PE-Rohre transportieren Druckluft wirtschaftlicher als Stahlrohre wegen ihrer glatten Oberfläche (k = 0,007) gegenüber Stahlrohr (k = 0,15). Das ermöglicht einen höheren Luftdurchsatz bei gleichem Rohrinnenquerschnitt und bei gleichen Druckverhältnissen. In der Leitung montierte Ventile oder Apparate, sind gesondert zu befestigen.

Die Art der Anbindung der Anschlussleitung (AL) an die Verteilleitung (VL) ist von der Luftqualität und von der Dimension der Anschlussleitung abhängig. Bei feuchter Druckluft sind Anschlüsse von oben an die VL anzubinden („Schwanenhals“). Bei trockener Druckluft können die Anschlüsse beliebig an die VL angebunden werden.

Druckverlust-Diagramm für Rohrleitungen

Ermittlung des Durchmessers von Druckluftleitungen aus PB (PN 16) und PE-HD

Die Handhabung des Diagramms ist selbsterklärend. Bekannt müssen sein A, B, D und E, also:

  • „A“ = Rohrlänge, die zu dimensionieren ist. Das kann bereits das ganze Netz sein, aber auch eine Teilstrecke.

  • „B“ = Der Volumenstrom, der bei der (maximalen) Druckluftentnahme durch die Leitung fließt.

  • Das ergibt die rote Linie 1.

  • Der Überdrück „D“ in der Leistung und der bei der Abnahme der Druckluft im Aus-legungszustand sich ergebende Druckverlust „E“ ergeben die zweite rote Linie.

Die rote Linie 3 wird durch die Schnittpunkte der Linien 1 und 2 mit den blauen Hilfslinien(„C“ und „F“) gezogen. Der gesuchte Durchmesser findet sich im Schnittpunkt mit dergrünen Linie („G“).

Das Druckluftnetz unterteilt man in:

  • Hauptleitung (HL),

  • Verteilleitung (VL) und

  • Anschlussleitung (AL).

Druckluftqualität: Stufen und Filter

Druckluftverteilung unterschiedlicher Qualitätsstufen

Schema einer Druckluftinstallation

Druckluftnetz (Beispiel)

Das Schema zeigt eine Druckluftanlage mit drei unterschiedlichen Qualitätsstufen. Es wird allgemein empfohlen, das Verteilnetz (bei zentraler Drucklufterzeugung) dem Bedarf entsprechend nach Funktion und Einsatz in Segmente aufzuteilen.

Um Leckagen in der Verteilung zu minimieren, sollten Rohrverbindungen stoffschlüssig ausgeführt werden. Wenn möglich sollte auch auf Verschraubungen und Flanschverbindungen verzichtet werden. Klemmverbindungen für Kunststoffrohre müssen druck- und vakuumdicht ausgelegt sein und ohne den Einsatz von Elastomerdichtungen abdichten.

Bei optimal ausgelegten Druckluftnetzen unterteilt man den Druckabfall in

  • 0,03 bar für die HL,

  • 0,03 bar für die VL und

  • 0,04bar für die AL.

Rohrleitungsarten für Druckluftsysteme

Druckluft-Ringleitungen

Der Gesamtdruckverlust der Anlage inklusive Filter, Abscheider, Trockner, Wartungseinheiten und Anschlussschläuche sollte 0,1 bar nicht überschreiten.