Druckluft ist Energie in Form von komprimierter Umgebungsluft. Komprimierte Luft hat das permanente Bestreben sich wieder auf Umgebungsdruck zu entspannen und leistet bei diesem Expansionsprozess Arbeit. Druckluft ist neben elektrischer Energie eine der wichtigsten Energieformen in industriellen Fertigungsprozessen und aufgrund vieler Vorteile weit verbreitet.

Hochdruckluft ist Energie in Form von hochkomprimierter Umgebungsluft. Verwendung ist in vielen gewerblichen und privaten Bereichen. Ob Taucherflasche oder Beatmung von Feuerwehrkräften in Brandeinsätzen ist die Nutzung universell. Techische Anwendung findet sich im Besonderen bei Sicherheitsprüfungen.  

Vakuum oder auch Unterdruck entsteht sobald der Druck innerhalb eines geschlossenen Raumes geringer ist als der Umgebungsdruck. 

Der Druckbereich reicht von 1 mbar (Absolut ) bis 1.013 mbar (Umgebungsdruck auf Meereshöhe).

Universell Einsetzbar von Saug-Greifsystemen, Unterdruckfixierungen und Absaugungen von Partikeln und Flüssigkeiten.

Energieoptimierte Steuerungen

Energiesparpotenziale ergeben sich auch in den Steuerungen von Kompressorstationen. Man unterscheidet zwischen internen und übergeordneten Regelungen der Kompressoren. Interne Regelungen sind dafür verantwortlich, die jeweilige Kompressoreinheit an die geforderten Luftverbräuche anzupassen. Dabei soll durch eine optimale Koordination der internen Steuerungsvorgänge eine Überlastung der Kompressoreinheit verhindert werden. Aufgabe der übergeordneten Regelung in modernen Kompressorstationen ist, die Einzelanlagen optimal auszulasten und ihren Einsatz gemäß dem tatsächlichen Luftverbrauch zu koordinieren und zu überwachen.

Mit übergeordneten Steuerungen lässt sich durch Druckabsenkung und bessere Koordination ein energetisches Einsparpotenzial von durchschnittlich 12 % ausschöpfen. Optimierte interne Steuerungen können durch Reduzierung der internen Steuerungsverluste Einsparungen von durchschnittlich 15 % erreichen.

Speicherung von Druckluft

Druckluftverbraucher arbeiten häufig extrem diskontinuierlich. Die Förderung von Druckluft mittels Kompressoren muss dabei mit dem diskontinuierlichen Luftverbrauch in Einklang gebracht werden. Vor diesem Hintergrund sind die Speicherbehälter von erheblicher Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit einer Druckluftstation dar. Sie sollten eher größer als zu klein ausgewählt werden. Der Druckverlust zwischen Messpunkt der Steuerung und dem Ort der Druckluftspeicherung sollte nicht größer als 0,1 bar sein

Es ist die Aufgabe der Druckluftaufbereitung einen dauerhaften und störungsfreien Betrieb von mit Druckluft betriebenen Anwendungen sicherzustellen, Stillstandszeiten und außerplanmäßige Wartungs- und Reparaturaufwendungen zu minimieren und erzeugungsbedingte Verunreinigungen in der Druckluft von produzierten Waren fern zu halten.

Drucklufttrocknung ist eine elementare Kernkomponente der Druckluftaufbereitung. Die Aufgabe der Drucklufttrocknung ist es, die in der Druckluft enthaltene Feuchtigkeit auf einen definierten Restwert zu reduzieren. Am Austritt eines Kompressors ist im Vergleich zur Summe aller weiteren Verunreinigungen die 1000-fache Menge an Feuchtigkeit in der Druckluft enthalten - zu 100% gesättigt - d.h. jede noch so geringe Abkühlung der Druckluft auf dem Weg zum Druckluftverbraucher bewirkt eine Kondensation von Wasser und somit die Entstehung von Kondensat in der Druckluft.

Die Kondensataufbereitung reinigt das mit Schmutz, Öl und Kohlenwasserstoffen belastete Kondensat, welches beim Verdichtungsprozeß entstanden ist.

Die Kondensataufbereitung ermöglicht die ökologisch verträgliche Einleitung in ein Abwassernetz oder Gewässer nach den Richtlinien des staatlichen Umweltamtes und den gesetzlichen Grenzwerten.

ISO 8573:2010 

Diese internationale Richtlinie beschreibt die Klassifizierung von Druckluft nach Ihrer Reinheit. Diese ISO-Norm gibt die maximale Verunreinigungsmenge von Partikeln (Menge/Größe), Wasser (flüssig/gasförmig) und Öl (flüssig/gasförmig) in einem Kubikmeter Druckluft in den Klassen 1 bis 9 an. Ausnahme ist hier die Klasse 0, die Klasse 0 ist Applikationsabhängig in der Reiheit definiert, muss jedoch besser Klasse 1 sein. 

Die Norm ISO 8573-1:2010 ist in der Pneumatik verbindlich um Prozesssicherheit und Produktqualität zu gewährleisten. Die Klassifizierung von Druckluft nach ISO 8573-1:2010 wird stets als Arbeitsgrundlage zum Schutz von Mensch, Maschine und Produkt herangezogen

Die Anforderung an die Reinheit der Druckluft wird somit sichergestellt. Dazu wird eine ausreichende Druckluftaufbereitung und Messtechnik benötigt. 

Der Taupunkt ist eine Temperatur und wird in °C angegeben. Aufgrund seiner dadurch hohen Anschaulichkeit und der direkten Verbindung zu vielen Prozessparametern wird der Taupunkt bevorzugt als physikalische Größe zur Messung und Angabe des Feuchtegehalts in Gasen eingesetzt. Anders als bei einer Konzentrationsangabe, die Mengenverhältnisse zwischen Wasser und Gas beschreibt (z.B. in der Einheit g/m³), wird beim Taupunkt nicht eine Wassermenge im Gas, sondern ein Verhalten der in dem Gas gelösten Feuchtigkeit bezogen auf die Gastemperatur beschrieben.

Druckluftfilter mit Aktivkohle entfernen zusätzlich übelriechende Öldämpfe.

Es lässt sich unterteilen in die Aggregatszustände

Flüssigöl (Messung nach ISO 8573-2) und 

Öldampf (Messung nach ISO 8573-5).

Öldampf ist die Summe aller gasförmigen Kohlenwasserstoffe bzw. organischen Verbindungen ab n-Hexan, bestehend aus deren Untergruppen.

Man unterscheidet zwischen Feststoffpartikeln und Flüssigpartikeln.

Zu den Feststoffpartikeln zählen fast alle „festen“ Teilchen, z.B. alle Arten von Stäuben, Asche, Ruß, Rauch sowie auch Viren und Bakterien. Flüssigpartikel sind kleinste Flüssigkeitströpfchen, z.B. (Wasser-)Nebel, Ölnebel sowie alle weiteren flüssigen Tröpfchen bzw. Aerosole

Druckluftfilter entfernen stufenweise alle Arten von festen und flüssigen Verunreinigungen aus der Druckluft

Wegweiser mit reiner Weste.

Heizungswassererwärmung

Bei Schraubenkompressoren mit Öleinspritzung führt das Öl ca. 72 % der zugeführten elektrischen Energie als Wärme ab. Diese Energie kann zurückgewonnen werden, indem das Öl über einen Wärmetauscher geführt wird. Hier kann Heizungswasser auf bis zu 70°C erwärmt werden. Dabei kommt in der Regel ein Plattenwärmetauscher zum Einsatz, der eine sehr hohe Wärmeausnutzung zulässt, platzsparend untergebracht werden kann und hohe Wassertemperaturen ermöglicht.

Zu beachten ist, dass nur dann Heizungswasser erwärmt wird, wenn der Kompressor im Lastbetrieb arbeitet. Da nicht immer Lastbetrieb ansteht und somit auch nicht immer warmes Wasser abgegeben wird, kann die Wärmerückgewinnung hier nur zur Unterstützung des Heizungskreislaufs dienen.

Brauchwassererwärmung

Soll die Abwärme der Drucklufterzeugung zur Brauchwassererwärmung genutzt werden, muss zusätzlich ein Sicherheitswärmetauscher eingesetzt werden. So wird verhindert, dass es bei schadhaften Platten im Wärmetauscher zu einem Durchbruch kommt und sich Wasser und Öl vermischen. Zwischen der Öl- und der Wasserseite befindet sich eine Trägerflüssigkeit, deren Druck sich bei einem Öldurchbruch ändert. Über einen Druckschalter wird ein Signal zum Ausschalten das Systems gegeben. Bei diesem System kann Brauchwasser um ca. 35 K auf ca. 55°C erwärmt werden. Im Gegensatz zur direkten Raumbeheizung und der Erwärmung von Heizungswasser ist eine Amortisation uneingeschränkt über das ganze Jahr möglich.

Fremdkühlung als Energieträger.

Auslegung - Aber richtig!

Abwärmenutzung bei der Drucklufterzeugung

Die bei der Verdichtung in Kolben-, Schrauben- oder Turbokompressoren entstehende Wärme kann oftmals wirtschaftlich für die direkte Raumbeheizung durch Warmluftheizungen zurückgewonnen werden. Voraussetzung hierfür ist ein luftgekühlter Kompressor, über den die Kühlluft gezielt hinweggeführt wird. Die erwärmte Kühlluft muss über ein Kanalsystem in den zu erwärmenden Raum geführt werden. Dabei ist zu beachten, dass möglichst kurze Wege eingehalten werden. Denn lange Wege bedeuten Druckverluste im Kanal, die wiederum nur durch einen Zusatzventilator zu kompensieren sind. Außerdem treten bei langer Verweilzeit der Kühlluft im Kanal Wärmeverluste auf. Im Sommer kann die Abwärme über eine Weiche im Kanal ins Freie geführt werden.

Große Einsparpotenziale in der Druckluftverteilung können auf Basis einer schnellen Grobdiagnose wie folgt ermittelt werden:

Luftqualität, Leckagen, Druckabfälle

Neben der Art der Druckluftaufbereitung hat auch das Leitungssystem Einfluss auf die Luftqualität bei den Druckluftverbrauchern. Hier stellt sich vor allem die Frage, ob das Leitungssystem korrosionsfest ist. Auch Öl-Aerosol-Ablagerungen bzw. Wasseranfall, Rost oder Zinkgeriesel können die Druckluftqualität mindern.

Durch zu enge Querschnitte kann zudem ein erheblicher Druckabfall entstehen. Eine typische Ursache in „gewachsenen" Netzen ist, dass im Laufe der Zeit immer mehr Verbraucher an immer längere Hauptleitungen angeschlossen wurden, ohne dass diese den Anforderungen entsprechend neu dimensioniert wurden. Eventuell wurde sogar nur die Kompressorenleistung erhöht.

Nach Vorlage der Diagnose, unter Berücksichtigung aller drei Kriterien kann eine wirtschaftlich sinnvolle Sanierung geplant werden: 

Bei Zusammentreffen aller Negativerscheinungen ist möglicherweise unter Kosten-/Nutzengesichtspunkten ein neues Netz im Vergleich zu einer Teilsanierung die wirtschaftlichste Lösung. Sanierungen kosten oft erheblich weniger als die jahrelange Energievergeudung – die Amortisationszeiten sind sehr kurz.

Regelwerk der atmenbaren Druckluft.

DIN 12021

Regelwerk der medizinischen Druckluft.

DIN 7396

Die Internationale Organisation für Normung – kurz ISO - ist die internationale Vereinigung von Normungsorganisationen und erarbeitet internationale Normen in allen Bereichen