Wer eine Druckluftstation plant, sollte auch genug Wert auf die Filtertechnik legen. Denn diese spielt nicht nur für die Druckluftqualität, sondern auch für die Energieeffizienz der Anlage eine nicht unerhebliche Rolle. Aber welcher Druckluftfilter ist der richtige für Ihre Anwendung, und wann sind ölfrei verdichtende Kompressoren die bessere Alternative?
Wie finde ich den richtigen Druckluft-Filter für meine Anforderung?
Je nachdem, wofür Sie in Ihrem Unternehmen Druckluft einsetzen, muss diese eine bestimmte Qualität haben. Wenn Sie sie etwa zur pneumatischen Förderung einsetzen, kann feuchte oder ölhaltige Druckluft das Schüttgut verkleben, Druckluftleitungen können durch Feuchtigkeit korrodieren, staubhaltige Druckluft kann Abrieb und Verschleiß fördern. Je nach Anforderung und Anwendung gibt es laut ISO 8573-1:2010 fünf Reinheitsklassen für Druckluft, die eingehalten werden müssen. Wenn die Anforderung an die Druckluftqualität beispielsweise 2-4-1 lautet, bedeutet das: Partikel: Klasse 2, Feuchtigkeit: Klasse 4 und Öl: Klasse 1. Wenn absolut ölfreie Luft gefordert ist, wie etwa in der Lebensmittelindustrie oder bei Verwendung als Atemluft, ist die Reinheitsklasse für Öl gleich 0. Für nahezu jede Reinheitsklasse jeder Kategorie gibt es Druckluft-Filter – unter Umständen auch mehrere, die für die Anwendung gesetzt werden.
Welche Verunreinigungen sind am häufigsten herauszufiltern und welche Filter eignen sich dafür?
Feuchte Druckluft wird mit Kältetrocknern getrocknet. Wenn Adsorptionstrockner verwendet werden, filtert ein nachgeschalteter Feinstaubfilter die beim Trocknen mit Adsorptionsmittel entstehenden Partikel heraus. Eine spezielle Herausforderung ist immer die Filterung von Öldämpfen. Diese bewältigen Aktivkohleadsorber sicher.
Öl-Aerosole, Nassstaub und Wassertropfen werden aus der Druckluft von Grob- und Feinfiltern abgeschieden. Für höhere Anforderungen an die Druckluftqualität werden beide Filter nacheinander geschaltet. Weil dies den Druckverlust erhöht, sollte ein
UD+ Filter eingesetzt werden. Dieser vereinigt Fein- und Grobfilter in einem, arbeitet somit effizienter, hat eine hohe Standzeit und ist in der Wartung kostengünstiger als zwei Druckluft-Filter. Außerdem profitiert auch die Umwelt, wenn nur ein Filter entsorgt werden muss.
Wie hoch ist denn der Druckverlust durch einen Filter? Und wie oft sollte ich ihn wechseln?
Der Druckverlust etwa bei einem UD+ Filter liegt anfangs bei 0 bar. Dieser Wert steigt jedoch relativ schnell auf einen stabilen Druckverlust zwischen 0,185 und 0,245 bar an. Dieser Wert stagniert in der Regel. Wenn man einkalkuliert, dass jedes Bar Druck, das mehr aufgewendet wird, mit einem 6 bis 7 Prozent höheren Energieverbrauch zu Buche
schlägt, wird deutlich, dass die Energieeffizienz auch für die Filter eine Rolle spielt. An den Filtern sitzt oben ein Indikator für den Differenzdruck. Wenn dieser über eine bestimmte Marke steigt und damit der Druckverlust zu hoch ist, muss der Filter gewechselt werden. Über den Daumen ist das nach etwa 4000 Betriebsstunden der Fall. Filter und auch deren Wartung sind auf die Referenzbedingungen hin ausgelegt. Wichtig ist es daher, auf die Umgebungsbedingungen zu achten. Wenn es im Umfeld sehr feucht und staubig ist, setzen sich Filter schneller zu und müssen öfter gewechselt werden.
Wie hoch können denn die Kosten sein, die ein verstopfter Filter verursacht?
Wenn man einen typischen Kompressor mit 90 Kilowatt Leistung und 10 bar Druck nimmt, so ergeben sich pro Jahr Energiekosten in Höhe von 128.160 Euro, wenn der Kompressor 8000 Betriebsstunden läuft und die Kilowattstunde Strom 0,15 Euro kostet.
Bei einem Druckverlust von 0,25 bar durch den Filter liegen die Kosten bei 129.948 Euro. Mit einem Filter, der einen höheren Druckverlust von etwa 0,35 bar aufweist, liegen die jährlichen Energiekosten schon bei 130.728 Euro. Sprich, ein Unterschied von 0,1 bar beim Druckverlust bedeutet schon 780 Euro mehr Energiekosten im Jahr.
Wenn ich ölfreie Druckluft benötige – ist es dann besser, einen ölfrei verdichtenden Kompressor einzusetzen, oder sollte ich entsprechende Filter vor die Anwendung setzen?
Absolut ölfreie Druckluft ist nur in einigen Branchen notwendig. Wie etwa für Anwendungen in der Lebensmittel- oder Papierindustrie, der Pharmazie oder auch in Lackierereien. Die erforderliche Luftreinheit kann nur mit ölfrei verdichtenden Kompressoren erreicht werden. Für die meisten Anwendungen reicht es aber, die von den Kompressoren erzeugte Druckluft mit Filtern zu reinigen. Denn selbst, wenn diese im Falle von belasteter Umgebungsluft häufiger gewechselt werden müssten, würde sich die Anschaffung eines Z-Kompressors (Z = Zero = „Null Öl“) im Gegensatz zu einem öleinspritzten Kompressor mit den gleichen Leistungsdaten keinesfalls amortisieren.
Gibt es bei Filtern Qualitätsunterschiede, die zu beachten sind, oder funktionieren im Prinzip alle gleich?
Parameter, die bei der Auswahl eines Filters zu beachten sind, sind Effizienz, Differenzdruck, Standzeit (Service) und Servicefreundlichkeit – das heißt, er muss einfach zu wechseln sein. Es gibt sowohl gewickelte als auch plissierte Filter. Bei den letztgenannten ist die Filterfläche etwas größer, so dass der Druckabfall reduziert wird. Insgesamt sollte man vor allem vor Produktpiraterie auf der Hut sein. Denn wenn ein Filter nicht die versprochene ISO-Klasse erreicht, kann darunter die Qualität der Druckluft leiden – mit allen negativen Konsequenzen bis hin zur Produkthaftung. Tests mit Markenfiltern und Billigware haben ergeben, dass trotz äußerer Ähnlichkeit auch die Energieeffizienz der Filter sehr unterschiedlich ausfallen kann.
Die Filtereffizienz setzt sich aus den drei Parametern „Impaction“, „Interception“ und „Diffusion“ zusammen. Diese bezeichnen Filter-Methoden, die jeweils für verschiedene Partikelgrößen eine Rolle spielen. Ein UD+-Filter besteht aus mehreren Schichten, die sowohl Grob- als auch Feinpartikel abwehren – und dabei gleichzeitig den Luftdurchfluss nicht hindern.
Insgesamt ist es ratsam, sich im Sinne der Energieeffizienz auch die Filter anzusehen, nicht nur den Kompressor. Denn ein undurchdachtes Filterkonzept, Billigware oder zugesetzte Filter können den Druckverlust durchaus erhöhen – oder sogar das Produkt gefährden, wenn die erforderliche Luftqualität nicht erreicht wird.
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