Ein Gebläse ist ein Gerät zur Drucklufterzeugung. Gebläse sind in der Lage, große Mengen an Luft bei relativ niedrigem Druck, i.d.R. zwischen 0,3 und 1 bar(g) zu erzeugen. Sie werden häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt, um mit Luft oder Gas zu fördern, zu belüften oder zu kühlen.
Ein weiteres wichtiges Merkmal von Gebläsen ist die Verfügbarkeit unterschiedlicher, sehr feiner Druckstufen, was eine sehr feine Justierung der Luftzufuhr ermöglicht. Dies ist in Anwendungen erforderlich, bei denen eine spezifische Luftmenge und ein genau definierter Druck erforderlich sind, wie zum Beispiel in sensiblen industriellen Prozessen oder beim pneumatischen Transport von empfindlichen Materialien.
Durch die Auswahl der jeweiligen Druckstufe können Gebläse so optimal an die Anforderungen angepasst werden und gewährleisten eine effiziente und zuverlässige Leistung.
Wie unterscheidet sich ein Gebläse von einem Kompressor?
Der Hauptunterschied zwischen einem Gebläse und einem Kompressor liegt im Druckniveau, das sie erzeugen. Während Kompressoren Luft oder Gas auf einen hohen Druck komprimieren, erzeugen Gebläse Druckluft mit kleinerem Druck.
Es gibt verschiedene Typen von Gebläsen, die jeweils für spezifische Anwendungen geeignet sind:
Die Wahl des richtigen Gebläse-Typs hängt von der spezifischen Anwendung ab:
👉🏽 Ideal für Anwendungen, bei denen eine kontinuierliche Luftzufuhr bei niedrigem Druck erforderlich ist, wie z.B. in der Abwasseraufbereitung oder in Belüftungssystemen oder für Anwendungen, die nur gelegentlich Luft benötigen und deren Betriebszeit daher insgesamt kurz ist, wie bei der Filterrückspülung in Kläranlagen. Bei Drücken ab 450mbar sollten Sie die Lebenszykluskosten im Blick haben. Andere Gebläsetypen arbeiten oft wirtschaftlicher.
Drehkolbengebläse basieren auf einer einfachen Technik und sind relativ günstig in der Anschaffung. Die Investitionskosten sind also niedriger als die für andere Gebläsearten. Allerdings kehrt der höhere Energiebedarf und Wartungsaufwand diesen Vorteil nach wenigen Jahren oftmals um.
Drehkolbengebläse arbeiten nach dem Prinzip der externen Verdichtung. Sie bestehen aus einem Paar von zwei- oder dreiflügeligen Rotoren in einem ovalen Gehäuse. Mit der Drehung der Rotoren wird Luft an der Einlassseite eingesogen und an der Auslassseite gegen den Systemdruck hinausgedrückt. Das Luftvolumen innerhalb der Maschine wird dabei nicht verändert. Die Maschine verschiebt lediglich die Luft von der Ansaugseite zur Auslassseite gegen den Widerstand des angeschlossenen Systems.
Diese Gebläse besitzen einen Keilriemenantrieb, der vergleichsweise wartungsanfällig ist und energetische Verluste durch die mechanische Übertragung mit sich bringt. Rückströme zwischen den Drehkolben sowie unvollständig gefüllte Förderräume wirken sich negativ auf die Effizienz aus. Der Ansaugvolumenstrom ist in der Regel nur zu etwa 90 Prozent nutzbar.
Drehkolbengebläse sind mit Betriebsüberdrücken bis etwa 1 bar verfügbar. Aufgrund der geringeren Effizienz ist ein Einsatz in der Regel nur dann empfehlenswert, wenn die Anwendung einen Druck von weniger als 400 bis 450 mbar erfordert.
👉🏽 Geeignet für Anwendungen, die hohe Luftmengen bei niedrigem Druck benötigen. Zum Beispiel für Kühlung oder Förderung von Schüttgütern. Trotz höherer Anschaffungskosten sind Schraubengebläse aufgrund geringerer Betriebskosten oft insgesamt günstiger. Ein Vergleich zweier Maschinen sollte immer über die Betriebsdauer betrachtet werden.
Ein großer Vorteil von Schraubengebläsen gegenüber Drehkolbengebläsen ist ihre Effizienz. Bis zu 80 % der Betriebskosten eines Niederdruck-Gebläses entstehen durch Energiekosten. Schraubengebläse sparen im Vergleich zu herkömmlichen Drehkolben etwa 30 % Energie. Mit einer Drehzahlregelung durch Frequenzumrichter können weitere Einsparungen erzielt werden, indem die Motordrehzahl und die erzeugte Druckluftmenge dem Bedarf angepasst werden. Diese Regelung zahlt sich besonders bei schwankendem Luftbedarf aus.
Schraubengebläse bieten eine breite Palette von Volumenstrom und Druckstufen, wodurch sie für viele Prozesse wie Trocknen, Kühlen, pneumatische Förderung und biologische Abwasserreinigung geeignet sind. Sie verdichten ölfrei, wodurch Produktionsausfälle durch Ölkontamination vermieden werden. Kritische Prozesse und empfindliche Produkte sind somit vor Verunreinigung geschützt.
Die Effizienz von Schraubengebläsen kann durch neue Technologien weiter gesteigert werden, wie beispielsweise durch speziell beschichtete Rotoren und hocheffiziente Motoren, die einen konstant hohen Wirkungsgrad bieten.
👉🏽 Turbogebläse: Perfekt für Anwendungen, bei denen eine sehr hohe Luftmenge bei niedrigem Druck benötigt wird, wie z.B. in großen industriellen Belüftungssystemen.
Turbogebläse haben zunächst die höchsten Investitionskosten. Sie sind jedoch besonders effizient bei Anwendungen mit großen Volumenströmen, wenn der Druckluftbedarf relativ konstant ist und der Regelbereich klein bleibt. Bei schwankendem Bedarf und einem großen Regelbereich sind Schraubengebläse in der Regel effizienter.
Im Gegensatz zu Drehkolben- oder Schraubengebläsen sind Turbogebläse dynamische Verdichter. Ein dynamischer Verdichter arbeitet mit konstantem Druck, während ein Verdränger mit einem konstanten Luftstrom arbeitet. Turbos können eine oder mehrere Verdichtungsstufen haben. Für Niederdruckanwendungen, wie sie beispielsweise in der Wassertechnik vorkommen, sind in der Regel einstufige Turbogebläse ausreichend.
Moderne Gebläse zeichnen sich durch ein intelligentes Design, hohe Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit aus. Sie sind oft mit fortschrittlichen Steuerungssystemen ausgestattet, die eine präzise Regelung der Luftmenge und des Drucks ermöglichen. Darüber hinaus sind moderne Gebläse oft energieeffizient und tragen dazu bei, die Betriebskosten zu senken.
Ein weiterer wichtiger Aspekt moderner Gebläse ist ihre Wartungsfreundlichkeit. Viele moderne Gebläse sind so konzipiert, dass sie leicht zu warten und zu reparieren sind, was die Ausfallzeiten minimiert und die Lebensdauer des Geräts verlängert.
👉🏽 Die Wahl des richtigen Gebläses hängt von der spezifischen Anwendung ab. Darüber hinaus ist es wichtig, sowohl die Investitions- als auch die Betriebskosten sowie die Energieeffizienz und die Betriebssicherheit zu berücksichtigen.
Auch bei der Auswahl eines Gebläses bedeutet die günstigste Lösung in der Anschaffung nicht automatisch die niedrigsten Betriebskosten. Es ist ratsam, bereits in der Planungsphase nicht nur die Investitionskosten der Gebläse zu betrachten, sondern auch die gesamten Kosten über die Lebensdauer der Maschinen mit einzubeziehen.
Es gibt keine allgemeingültige Lösung für den Niederdruckbereich. Jede Anwendung muss individuell betrachtet und hinsichtlich Volumenstrom, Betriebsdruck und Bedarfsschwankungen analysiert werden. Eine genaue Bedarfsanalyse für Gebläse bietet Atlas Copco unter dem Namen „AIRScan“ an.
Volumenstrom und Druck beeinflussen die benötigte Leistung und den Energieverbrauch der Gebläse. Eine um 100 mbar geringere Druckerhöhung kann den Energieverbrauch um bis zu 15 % senken.
Bei schwankendem Bedarf ist ein drehzahlgeregeltes Gebläse-System sinnvoll. Die Drehzahlregelung passt die Liefermenge dem Bedarf an und reduziert den Energieverbrauch.
Für jede Verdichtungsaufgabe gibt es mehrere Lösungskonzepte für Gebläse. Diese sollten hinsichtlich Kosten, Energieeffizienz und Betriebssicherheit verglichen werden. Neben den Investitionskosten sind der spezifische Energieverbrauch und die jährlichen Energiekosten sowie der Wartungsaufwand wichtig für die Amortisationsrechnung. So ergibt sich die langfristig kostengünstigste und energieeffizienteste Lösung.
Eine Mehrinvestition in Schraubengebläse oder Turbogebläse lohnt sich oft, da die Betriebskosten dieser Gebläse langfristig niedriger sind.