Presseinformation Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik

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Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH
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Drucklufttrocknung: Wassergehalt definiert Qualität
Maschinen lieben trockene Luft
Was für den Menschen eher eine Qual ist, ist für Maschinen und Produktionsanlagen das
Mittel der Wahl: extrem trockene Luft. Denn so lassen sich Korrosionsprobleme vermeiden.
Entscheidend ist die sogenannte relative Feuchtigkeit, die sich in der Technik, und hier
insbesondere bei Druckluft, über den Drucktaupunkt beschreiben lässt.
Korrosion in Rohrleitungssystemen oder zu viel Wasserdampf in Maschinen kann zum
Produktionsstillstand führen. Schuld kann zu feuchte Druckluft sein – was sich aber mit
geeigneten Trocknern vermeiden lässt. Denn ein zu hoher Wasserdampfgehalt ist zwingend
zu vermeiden, will man Schäden bis hin zum Stillstand verhindern. Doch wie trocken muss
Druckluft eigentlich sein?
Das Maß aller Dinge ist die relative Feuchte. Liegt sie unterhalb von 50 %, ist nicht mit
Korrosion in den Rohrleitungen oder Behältern zu rechnen. Ein anderes Problem kann das
Vereisen der Leitungen sein, wenn diese im Freien liegen. Im Winter kann die Druckluft
hier so weit abkühlen, dass Wasser kondensiert und dann gefriert. Wird die Grenze von
50 % relativer Feuchte überschritten, muss Druckluft entsprechend aufbereitet werden.
Mit relativer Luftfeuchte bezeichnet man den Wassergehalt der Luft im Verhältnis zur
Sättigung. Steigt die Temperatur, kann auch mehr Wasserdampf aufgenommen werden, bis
die Luft gesättigt ist – und der sogenannte Taupunkt erreicht wird. Kommt dann noch mehr
Wasserdampf hinzu, kann dieser nicht mehr aufgenommen werden und kondensiert. Auch
wenn warme Luft abgekühlt wird, kann der Taupunkt erreicht werden, da die aufnehmbare
Menge an Wasserdampf mit der Temperatur sinkt. In der Regel setzt man bei gegebenem
Druck den Temperaturwert des Taupunkts, also die Taupunkttemperatur, mit dem Taupunkt
gleich. Damit ist die Temperatur der feuchten Luft gemeint, bei der diese gesättigt ist (siehe
Bild 2). 1 m³ Luft mit einer Temperatur von 35 °C kann maximal 39,573 g Wasserdampf
aufnehmen und ist damit gesättigt. Bei 20 °C ist die Sättigung dagegen schon bei
17,289 g/m³ erreicht. Am eigenen Leib kann das spüren, wer einmal das Tropenhaus im
zoologischen Garten besucht (zu warm, zu feucht!) oder im Winter ordentlich geheizt hat
(zu trocken!). Die Luftfeuchtigkeit war dann „relativ“ hoch oder „relativ“ niedrig.
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Druckluftaufbereitung: Maschinen lieben trockene Luft
Relative Luftfeuchte
Die relative Luftfeuchte lässt sich als Verhältnis von dem tatsächlich in der Luft
vorhandenen Wasserdampf zu dem bei der jeweiligen Temperatur maximal möglichen
Wasserdampfgehalt angeben. Enthält Luft von 35 °C nur 12 g/m³ Wasserdampf, dann
errechnet sich die relative Luftfeuchte als Quotient von 12 zu 39,573, also 30 %. Wird die
maximal aufnehmbare Menge Wasser überschritten, steigt der Wert also auf über 100 %, so
fällt der überschüssige Wasseranteil als Nebel in Form feiner Wassertröpfchen aus;
technisch spricht man von Kondensatbildung. Die Luft ist in diesem Fall gesättigt.
Unterhalb der Sättigung ist feuchte Luft für das Auge nicht von trockener zu unterscheiden.
Der Taupunkt als Maß für die Luftfeuchtigkeit ist keine real vorliegende Temperatur. Meist
ist der Taupunkt kleiner als die tatsächliche Lufttemperatur, was bedeutet, dass die Luft
nicht gesättigt ist und damit keine Kondensation auftritt. Sind beide gleich, ist die Luft mit
Wasserdampf gesättigt. Sinkt die tatsächliche Lufttemperatur unter den Taupunkt, kondensiert Wasser. Der Taupunkt ist deshalb ein Feuchtemaß, weil er vom Wasserdampfgehalt
der Luft abhängt. In der Drucklufttechnik, die ja mit unterschiedlichen Luftdrücken
arbeitet, spricht man beim jeweiligen Druck auch vom Drucktaupunkt (DTP). Denn mit
steigendem Druck wird bei konstanter Temperatur der Taupunkt eher erreicht, es kann also
wiederum nicht so viel Wasser aufgenommen werden wie bei einem niedrigeren Druck. Ein
niedriger Drucktaupunkt weist immer auf einen niedrigen Wassergehalt der Druckluft hin.
Wichtig ist zu wissen, dass der atmosphärische Taupunkt nicht mit dem Drucktaupunkt
verglichen werden darf. Entspannt man Druckluft mit einem Drucktaupunkt von +2 °C und
einem Druck von 7 bar, hat diese Luft nach der Entspannung einen atmosphärischen
Taupunkt von -23 °C.
Stillstand der Produktion vermeiden
Um der Druckluft ihre Feuchte zu entziehen, werden heute hauptsächlich zwei Trocknungsverfahren eingesetzt. Am häufigsten ist dies der Druckluft-Kältetrockner. Dabei wird die
Luft über einen Luft-Luft- oder Luft-Kältemittel-Wärmetauscher unter den Taupunkt
gekühlt, so dass die enthaltene Feuchtigkeit kondensiert und über einen Kondensatableiter
ausgeschieden werden kann. Anschließend wird die Luft wiederum im Wärmetauscher
erwärmt. Mit diesem Verfahren lassen sich Taupunkte zwischen +3 und +12 °C erreichen.
Muss der Drucktaupunkt unter +3 °C liegen, kommt verfahrensbedingt nur ein Adsorptionstrockner in Frage. Hierbei wird kugelförmiges Trockenmittel eingesetzt, an dem sich
der Wasserdampf ohne chemische Verbindung anlagert. Das anschließend gesättigte
Trockenmittel wird dann in der Desorptionsphase regeneriert. Während der Trocknungsgrad bei der Druckluftkältetrocknung einen Restfeuchtgehalt von rund 6 g/m³, also einen
Drucktaupunkt von +3 °C ermöglicht, erreicht die Adsorptionstrocknung Drucktaupunkte
von bis zu -40 und -70 °C. Das entspricht einem Feuchtegehalt von nur 0,119 oder
0,003 g/m³.
Abhängig von der jeweiligen Anwendung und den Qualitätsanforderungen ist ein
entsprechender Trocknungsgrad der Druckluft zwingend erforderlich. Eine entsprechende
Klassifizierung der Druckluftqualität ergibt sich aus der ISO-Norm 8573.1. Bei der
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Druckluftaufbereitung: Maschinen lieben trockene Luft
Auswahl der Anlagenkomponenten sollte stets bedacht werden, dass die Druckluft-Qualität
direkt mit der Produkt-Qualität in Verbindung steht. Anwender können die Experten von
Atlas Copco mit all ihrem Know-how in Sachen Beratung, Planung und Realisierung zu
Rate ziehen.
((Bildunterschriften))
((Bild 1: Zusammensetzung der Luft))
Die Luft, die uns umgibt, ist eine Mischung verschiedener Gase. Luft ist farb-, geruchs- und
geschmacklos. Die Hauptbestandteile sind Sauerstoff und Stickstoff, enthalten sind aber
auch Staub-, Ruß- und vor allem Wasserpartikel.
(Bild: Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik)
((Bild 2: Auszug Wasserdampftabelle))
Luft nimmt stets bis zur Sättigung Wasserdampf auf. Wie viel das ist, hängt von der
Temperatur ab. Die Tabelle gibt den maximalen Feuchtegehalt im Sättigungszustand an –
also beim jeweiligen Taupunkt (Berechnung nach Wexler, auf Basis 1013 mbar und 25 °C).
(Bild: Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik)
((Bild 3: Möglichkeit der Drucklufttrocknung))
Neben der Kälte-Drucklufttrocknung kommt verfahrensbedingt vor allem die Adsorptionstrocknung zum Einsatz. Nur so lassen sich sehr tiefe Drucktaupunkte realisieren.
(Bild: Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik)
((Bild 4: Drucktaupunkt/Atmosphärischer Taupunkt))
Der Begriff des Drucktaupunktes (DTP) wird verwendet, um den Wassergehalt der
Druckluft zu beschreiben. Er gibt die Temperatur an, bei der Wasserdampf zu kondensieren
beginnt. Ein niedriger Drucktaupunkt weist immer auf einen niedrigen Wassergehalt der
Druckluft hin. Entspannt man Druckluft mit einem Drucktaupunkt von +2 °C und einem
Druck von 7 bar, hat diese Luft nach der Entspannung einen atmosphärischen Taupunkt
von -23 °C.
(Bild: Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik)
((Bild 5: Druckluftqualitätsklassen ISO 8573.1))
Die ISO-Norm 8573.1 definiert die verschiedenen Druckluftqualitätsklassen.
(Bild: Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik)
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Druckluftaufbereitung: Maschinen lieben trockene Luft
Atlas Copco ist der weltweite Marktführer für Lösungen zur Produktivitätssteigerung. Die Produkte und
Serviceleistungen reichen von Druckluft- und Druckgaskompressoren, Generatoren, Bau- und Bergbaumaschinen, Industriewerkzeugen und Montagesystemen bis zur dazugehörigen Ersatzteilversorgung und der
Vermietung der Geräte. In enger Zusammenarbeit mit Kunden und Geschäftspartnern und mit mehr als 130
Jahren Erfahrung strebt Atlas Copco mithilfe von Innovationen eine höhere Produktivität an.
Der Konzern mit Firmensitz in Stockholm, Schweden, ist auf über 150 Märkten präsent. Im Jahr 2006
beschäftigte das Unternehmen 25 900 Mitarbeiter und erzielte einen Umsatz von 50,5 Milliarden
Schwedischen Kronen (5,6 Milliarden Euro).
Nähere Informationen finden Sie unter www.atlascopco.com.
Oil-free Air ist ein Geschäftsbereich im Kompressionstechnikgeschäft der Atlas Copco Gruppe mit
Hauptproduktionszentrum in Antwerpen, Belgien. Der Geschäftsbereich entwickelt, fertigt, vermarktet und
vertreibt weltweit eine Vielzahl von ölfreien Druckluftkompressoren, Luftoptimierungssystemen,
Ersatzteilmarktprodukten und Total-Quality-Druckluftlösungen, die in allen Branchen eingesetzt werden, in
denen die Qualität der Druckluft von größter Bedeutung für das Endprodukt und den Fertigungsprozess ist. Der
Geschäftsbereich bietet hauptsächlich eine Vielzahl von ölfreien Druckluftkompressoren als Mittel-, Niederund Hochdruckausführungen mit verschiedenen Kompressionstechniken an, wie z. B. Schrauben- und
Drehzahnkompressoren, Kolbenkompressoren, Turbokompressoren und Hubkolbenkompressoren. Für den
gleichen Druck- und Kapazitätsbereich werden zudem öleingespritzte Kompressoren als Alternative für
weniger kritische Anwendungen angeboten. Oil-free Air setzt sich aufgrund seiner Unternehmensphilosophie
und innovativer Techniken für die Umwelt ein. Weitere Informationen finden Sie unter www.atlascopco.com
und www.classzero.com
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