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Leckagen im Druckluftnetz auf der Spur

Druckluft
Leckagen auf der Spur

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Falsche Installationen, ineffiziente Kupplungen, defekte Schläuche, undichte Ventile: Sie alle treiben die Energiekosten für die Erzeugung der Druckluft unnötig hoch. Denn der Kompressor muss mehr Luft bereitstellen, als bei optimaler Auslegung des Netzes nötig wäre.

Thomas Preuß
Pressebüro Turmpresse

„Die festverlegten Rohrnetze in den Unternehmen sind selbst meist in Ordnung . Aber an den Abgängen und Verzweigungen geht oft viel Luft – oder Druck – verloren“, stellt Karsten Decker fest, Energieberater bei Atlas Copco.

Er nennt die Gründe dafür: „Ganz allgemein führen Armaturen und Fittings, Y- und T-Stücke zum Beispiel, zu Reibung und Verwirbelungen und damit zu Druckverlust; denn die Luft strömt an diesen Stellen nicht mehr ungehindert durch, sondern muss gegen einen Widerstand anarbeiten.“ Dadurch sei der Druck nach so einem Formteil immer geringer als vorher. Das gilt erst recht für ineffiziente Kupplungen, die die Druckluft an defekte Schläuche weitergeben. Oder es sind Leitungskomponenten nicht ordentlich verschraubt, Fittings, Druckregler oder Wartungseinheiten sind defekt, Ventile oder Zylinder an den Maschinen undicht, ebenso Klappen oder Stellglieder. „Da addieren sich oft unendlich viele kleine Verluste zu einem Problem, das in der Summe richtig Geld kostet“, so der Berater. Aus Erfahrung weiß er, dass Leckageverluste von 15 % und mehr in älteren, historisch gewachsenen Leitungsnetzen keine Seltenheit sind.

Decker nennt ein Beispiel: Nimmt man nur einmal an, alle Leckagen im Leitungssystem addieren sich zu einem Loch von 5 mm Durchmesser und der Netzdruck liegt bei 6,0 bar. Dann gehen in jeder Sekunde etwa 31 l Druckluft verloren. Um das auszugleichen, muss der Kompressor mehr arbeiten. Im Schnitt werden 8,3 kW zusätzliche Kompressorenergie benötigt. Setzt man einen Strompreis von 0,16 Euro pro kWh an – wobei die Preise in der Industrie natürlich sehr differieren –, dann kostet allein dieses 5 mm große Loch ein Unternehmen jährlich über 11 600 Euro Strom, wenn der Kompressor rund um die Uhr läuft.

Es lohnt sich somit, Leitungen und Anschlüsse regelmäßig zu prüfen. Doch wie geht ein Anwender dabei sinnvollerweise vor? „Als erstes sollte man es sich zu eigen machen, regelmäßig die Leitung abzulaufen. Die großen Löcher fallen einem dann sofort ins Ohr“, empfiehlt Decker. „Die großen Löcher fallen einem dann sofort ins Ohr.“

Zudem rät er, turnusmäßig – etwa einmal im Jahr – die Installation mit einem Ultraschallgerät zu begehen. Dabei werden auch die kleinsten Leckagen aufgespürt. Dies kann man selbst durchführen. Dabei sollte das Ultraschallgerät dem Anwender im Klartext anzeigen, wie groß die einzelne Leckage ist.

Decker hält es allerdings für sinnvoller, diese Begehung von Experten durchführen zu lassen. Atlas Copco beispielsweise geht mit einem ortskundigen Mitarbeiter des Anwenders durch das Werk, kennzeichnet alle Leckagen mit beschrifteten Etiketten, fotografiert die Stellen ab und erstellt einen Abschlussbericht mit allen Leckagestellen. „Dieser Bericht gibt auch einen eindeutigen Rückschluss darauf gibt, wie viel die Verluste den Kunden kosten“, so Decker. Über seine Händlerpartner bietet Atlas Copco auch an, die Leckagen fachmännisch und zu einem Festpreis zu beseitigen.

Planer sollten Fallstricke kennen

„Außerdem sind unsere Techniker natürlich auf alle möglichen Probleme sensibilisiert. Sie schauen bei der Begehung die Druckluftinstallation insgesamt an“, betont Decker. Selbst wenn es eigentlich keine größeren Leckagen zu beklagen gebe, fallen ihnen zum Beispiel zu geringe Leitungsquerschnitte, zu viele Verzweigungen oder andere Ineffizienzen wie etwa zehn Leitungsbögen hintereinander auf. „Dabei könnte man die zehn überflüssigen Bögen vielleicht in drei Stunden begradigen lassen – und käme dann auf Dauer mit 0,5 bar weniger Druck aus. Das ist eine wahre Goldgrube“, so Decker. Der Hintergrund: Ein Großteil der Kompressorleistung – das können nach Einschätzung von Atlas Copco durchaus bis zu 30 % sein – geht auf dem Weg zum Verbraucher verloren, selbst wenn keine besonders großen Leckagen vorhanden sind. Das Problem sind Luftleitungen mit zu kleinem Querschnitt, falsche Installationen, unvermeidliche Strömungswiderstände in Armaturen und Leitungszubehör – von Rauigkeiten der Wandungen einmal abgesehen. Letztere allerdings treten bei modernen Leitungen praktisch nicht mehr auf. Dazu kommen zu klein gewählte Kupplungen, zu lange Schläuche oder solche mit zu kleiner Nennweite. All diese Punkte führen zu Druckverlusten.

Wer ein Leitungsnetz und die Anschlüsse der Arbeitsplätze plant, sollte die Fallstricke kennen. „Alles, was die Strömungsgeschwindigkeit erhöht, senkt gleichzeitig den Druck“, stellt Decker klar. So erleichtere beispielsweise ein Kurzschlauch zwar die Handhabung eines Werkzeugs, doch könne er wegen der zusätzlichen Kupplung und der Querschnittsreduzierung zu Druckverlusten von bis zu 0,5 bar führen, abhängig von seiner Größe und dem Luftbedarf des Werkzeugs. „Und wenn mehr Luftverbraucher – zum Beispiel Werkzeuge oder pneumatische Antriebe – gleichzeitig laufen, als bei der Auslegung des Leitungsnetzes geplant waren, kommt es ebenfalls zu Druckverlusten“, so Decker. Leitungsquerschnitte und Schlauchdurchmesser sollten also möglichst groß sein, Kupplungen hohe Durchflussmengen erlauben, und Wartungseinheiten auf geringe Druckverluste hin optimiert sein. „All das hilft jedenfalls, die Verluste in der Installation niedrig zu halten, die Produktivität zu steigern und Energiekosten zu senken“, sagt der Atlas-Copco-Experte.

Neben hohen Energieverlusten kann auch die Leistung von Maschinen, die an das Druckluftnetz angeschlossen sind, negativ beeinflusst werden. „Bei einigen Werkzeugen, deren Leistung stark vom Fließdruck abhängt, macht sich das bemerkbar“, sagt Decker. So könne die Werkzeugleistung etwa bei Druckluft-Schleifmaschinen um bis zu 50 % sinken, wenn der Fließdruck im Leitungsnetz von 7 auf 5 bar fällt. Schon bei einem Rückgang von gut 6 auf 5 bar geht die Lastdrehzahl je nach Werkzeugart zum Teil um 25 % zurück, obwohl die Leerlaufdrehzahl nur um 5 % abnimmt.

Decker: „Ein Mitarbeiter muss mit einer Schleifmaschine also entsprechend länger schruppen, um die gleiche Menge an Material abzutragen. Bei Schraubwerkzeugen und Blaspistolen macht sich das nicht so sehr bemerkbar; aber auch sie arbeiten effizienter, wenn der Druck stimmt.“



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