Optimierte Strömungsführung halbiert Differenzdruck bei Drucklufttrocknung

Die entscheidende Kenngröße für den Energieverbrauch bei der Druckluftaufbereitung ist der Differenzdruck im Filter. Dieser Differenzdruck entscheidet nicht zuletzt über die Folgekosten.

In Druckluftanlagen sind an zahlreichen Stellen Filter zur Sicherung der Druckluftqualität notwendig. Der Einsatz jedes Filters bedeutet aber auch zugleich einen Druckverlust. Als Faustregel gilt, dass der Anwender für 1 bar zusätzlichen Differenzdruck bei einer 7-bar-Anlage bis zu 10% zusätzlichen Energieverbrauch kalkulieren muss.

In Zahlen ausgedrückt: Bei 100 kW installierter Kompressorenleistung, einer Auslastung von 8000 Betriebsstunden pro Jahr und Energiekosten von 0,08 Cent pro Kilowattstunde verursacht 1 bar zusätzlicher Differenzdruck jährliche Mehrkosten von bis zu 6400 Euro.

Energiesparfilter senken den Differenzdruck durch optimierte Strömungsführung

Eine neue Drucklufttrockner-Generation von Donaldson arbeitet mit einem speziellen Filtermedium, das die Energie- und Wartungskosten senken soll. Die Ultrapac-Classic-Baureihe verfügt über Druckluftfilter, die nach ISO 12500-1 validiert sind. Die Energiesparfilter senken den Differenzdruck durch eine optimierte Strömungsführung und durch anwendungsspezifische Filtermedien um bis zu 50%.

Die Einsparung stellt Donaldson am Beispiel eines mittelgroßen Ultrapac-Classic-Trockners des Typs ALD 850 oder MSD 850 dar: Die Trockner werden mit Energiesparfiltern der Baugröße 1100 ausgestattet, die einen um 125 mbar geringeren Differenzdruck als herkömmliche Filter aufweisen. Daraus ergibt sich eine um 1,125 kW geringere Leistungsaufnahme des Kompressors. Bezogen auf 8000 Betriebsstunden pro Jahr und einen Strompreis von 0,08 Euro pro kWh, beträgt die jährliche Einsparung 720 Euro.

Durch den Einsatz der Energiesparfilter erfolgt eine besonders energiesparende Vor- und Nachfiltration während des Trocknungsvorganges. Zudem wird nach Aussage des Herstellers auch die Servicefreundlichkeit verbessert. Sowohl der Vorfilter, ein Koaleszensfilter aus der M-Baureihe von Donaldson, als auch der Nachfilter vom Typ V reduziert demzufolge durch längere Filterstandzeiten die Servicekosten und vergrößert mit seiner hohen Abscheiderate die Betriebssicherheit. Der optimale Austauschzeitpunkt der Filter wird über eine LED im Display angezeigt.

Die optimierte Filtrationstechnik hat darüber hinaus Auswirkungen auf die Auslegung der Druckluftrockner, nicht zuletzt auf die Steuerungstechnik. Bei den taupunktabhängig gesteuerten Trocknertypen werden mit der sogenannten Ultraconomy-Steuerung die Taupunktwerte der aufbereiteten Druckluft am Anlagenaustritt kontinuierlich gemessen und ausgewertet. So stellt die Steuerung fest, ob das Trockenmittel bereits vollständig beladen ist. Die Regeneration des Trockenmittels erfolgt erst dann, wenn abhängig von der tatsächlichen Beladung mit Wasser ein vorgegebener, einstellbarer Taupunkt erreicht wird.

Energiekosten um rund 1320 Euro gesenkt

Durch das Verfahren sparen die Drucklufttrockner erheblich Energie im Vergleich zur üblichen zeitabhängigen Entladung ein. Ein auf 100 m³/h bei 35 °C Eintrittstemperatur und 7 bar Betriebsdruck ausgelegter konventioneller Trockner verbraucht bei festem Zyklus 15 m³/h Regenerationsluft. Bei einem Druckluftbedarf von 60%, einer Eintrittstemperatur von 30 °C und einem mittlerem Druck von 7,2 bar beträgt die Wasserbeladung nur 45% des maximalen Wertes.

Im Mittel verbraucht der Trockner mit beladungsabhängiger Steuerung nur 6,75 m³/h und spart damit stündlich 8,25 m³ ein. Das entspricht je nach Verdichterbauart und -zustand einer Leistungsaufnahme bis zu 1 kW. Bei einem Aufbereitungspreis von 0,02 Euro pro m³ erzeugter Druckluft und 8000 Betriebsstunden im Jahr ergibt sich eine Ersparnis von rund 1320 Euro.