Patentrezepte gibt es nicht

Absauganlagen sind komplexe Systeme. Zahlreiche Aspekte sind deshalb bei einer Neu- oder Umplanung zu berücksichtigen. Optimale Lösungen lassen sich nur dann finden, wenn die individuellen Verhältnisse im jeweiligen Betrieb gemeinsam mit einem Spezialisten genau analysiert werden. Besondere Bedeutung hat dabei natürlich der Aspekt der Energieeffizienz. Hier wirken vor allem die Komponenten Ventilator, Rohrsystem, Filtermedien und Filtergehäuse zusammen.

Wenn es um Energiesparmaßnahmen im Bereich der Staub- und Späneabsaugung geht, stellt sich auch die Frage nach stufenloser Drehzahlregelung der Ventilatoren über Frequenzumformer. Solch eine Drehzahlregelung ist dann sinnvoll, wenn in einem Betrieb sehr unterschied- liche Gleichzeitigkeiten der abzusaugenden Maschinen gegeben sind. Je größer diese Schwankungen sind, um so größer ist das Energieeinsparpotenzial. Mit einer Drehzahlregelung alleine ist jedoch das realisierbare Einsparpotenzial bei weitem noch nicht ausgeschöpft.

Durch die Auswahl eines Ventilators mit hohem Wirkungsgrad lässt sich der Energieverbrauch unmittelbar positiv beeinflussen. Reinluftventilatoren verfügen über Wirkungsgrade zwischen 70 und 85 Prozent, bei rohluftseitig angeordneten Ventilatoren sind es rund 45 bis 70 Prozent.

Ein Beispiel hierzu: Bei einem Absaugvolumen von 10 000 m³/h (Ptot = 3 600 Pa.) benötigt ein Ventilator mit einem Wirkungsgrad von 85 % ca. 13 kW. Verfügt der Ventilator über einen Wirkungsgrad von nur 50 %, dann erhöht sich dieser Wert auf mehr als 22 kW.

Mit dem Rohrsystem lässt sich die zu fördernde Luftmenge erheblich beeinflussen. Dabei kommen je nach Anwendungsfall unterschiedliche Systeme in Frage.

Beim Zentralrohrsystem werden an einen entsprechend groß dimensionierten Rohrstrang alle abzusaugenden Verbraucher angeschlossen. Vergleichbar mit dem Zentralrohrsystem ist das Gruppenrohrsystem, wobei allerdings eine Aufteilung in verschiedene Absauggruppen (mit je einem Hauptstrang) erfolgt. Bei der Einzelabsaugung hingegen wird jede Maschine mit einem eigenen Rohr direkt angeschlossen.

Die Variante, die den größten Energieaufwand erfordert, ist das Zentralrohrsystem. Unter Be-rücksichtigung des im Regelfall vor der Filteranlage befindlichen großen Rohrdurchmessers muss die zu fördernde Luftmenge (Mindestvolumenstrom) entsprechend groß sein.

Beispiel: Bei einem Rohrdurchmesser von 350 mm und ausgehend von Luftgeschwindigkeiten zwischen 15 und 25 m/s im System sind Luftmengen von mindestens 5200 m³/h und maximal 8650 m³/h zu fördern. Dies bedeutet, dass mindestens 60 % des maximalen Absaugvolumens permanent zu fördern sind.

Bei Gruppenabsaugung verteilt sich diese Differenz, die bei größeren Anlagen erheblich sein kann, auf die Anzahl der gebildeten Gruppen.

Die klassische Einzelabsaugung – d. h. pro Absaugstelle/Maschine ein Ventilator – spielt in der Praxis heute keine Rolle mehr. Seit Einführung der Reinluftanlagen steht diese Variante aber in einer modifizierten Ausführung zur Verfügung: Alle lufttechnischen größeren Verbraucher wie Doppelendprofiler, Breitbandschleifmaschinen, CNC-BAZ, Vierseiter usw. werden mit je einem eigenen Rohr direkt an die Filteranlage angeschlossen. Diese Maschinen werden immer nur dann abgesaugt, wenn Bedarf besteht, und zwar mit der korrekten Luftmenge. Das Problem des Mindestvolumenstromes besteht nicht.

Sämtliche kleinere Verbraucher – beispielsweise Standardmaschinen – werden von uns an ein Ansaugkastensystem angeschlossen. Hier findet zwar wieder eine Gruppenbildung statt, jedoch ist der eingegangene Fehler sehr gering. Der Mindestvolumenstrom reduziert sich deutlich.

Beispiel: Sechs Standardmaschinen mit einem Anschlusswert von ca. 9450 m³/h sind abzusaugen, die Gleichzeitigkeit liegt bei 4400 m³/h, der gewählte Rohrdurchmesser beträgt entsprechend 250 mm. Bei Luftgeschwindigkeiten im System von mindestens 15 bis maximal 25 m/s ergibt dies Luftmengen zwischen 2650 und 4400 m³/h. Prozentual betrachtet ist dies immer noch ein Regelbereich wie bei der Zentralabsaugung von 40 % (Differenz zwischen 60 und 100), allerdings auf deutlich niedrigerem Niveau.

Die direkte Zuordnung der Absaugleistung bei den größeren Luftverbrauchern ergibt in der Summe einen Anlagen-Regelbereich von teilweise bis zu 70 % (30-100 %).

Hier ist die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums von Bedeutung. Das ist die Luftmenge, die das Filtermaterial pro Quadratmeter Filterfläche und Stunde bei einem definierten Widerstand durchlässt. Die Unterschiede in der Luftdurchlässigkeit bewegen sich zwischen 200 und mehr als 700 m³/(m² h). Die angesprochenen Filtermedien entsprechen der Filterkategorie G bzw. C.

Durch entsprechende Auswahl des Filtermediums lassen sich die anlagenspezifischen Widerstände reduzieren.

In den vom Bundesinstitut für Arbeitssicherheit (BIA), St. Augustin, erstellten BIA-Prüfzeugnissen sind diese Werte ersichtlich.

Durch die Auswahl des Aufstellortes bzw. Anordnung der Filteranlage werden zu einem wesentlichen Teil auftretende Temperaturverluste bestimmt.

Im Regelfall ist es sinnvoll, die gefilterte (warme) Luft in die Werkstatträume zurückzuführen. Dies gilt umso mehr, wenn die Wärme über zugekaufte Energie wie beispielsweise Gas oder Öl teuer erzeugt werden muss. Aber auch, wenn die Wärme aus Resthölzern, Hackschnitzeln o. ä. hergestellt wird. Denn auch mit dem vorhandenen Material muss der Schreiner im Regelfall entsprechend sorgsam umgehen.

In Abhängigkeit von der Aufstellsituation ergeben sich sehr unterschiedliche Wärmeverluste:

Beim Silofilter befindet sich die Filteranlage entweder mit Wetterschutzverkleidung auf dem Silo oder unverkleidet innerhalb des Silos. Die aus der Werkstatt abgesaugte Luft wird im Winter in ein kaltes, unisoliertes Silo eingeblasen, gefiltert und über aus Blech gefertigten Kanälen am Silo herunter in die Werkstatt zurückgeführt. Die Wärmeverluste sind entsprechend hoch. Dieser Effekt wird durch kurze Einschaltzyklen der Absauganlage noch deutlich verstärkt (Aufheizeffekt).

Zwischenfilter: Dabei wird die Filteranlage in unmittelbarer Nähe zur Werkstatt aufgestellt. So lässt sich die gefilterte Luft auf dem kürzesten Weg in die Werkstatträume zurückführen. Mit einem zweischalig ausgeführten, 47 mm stark isolierten Filtergehäuse lassen sich hierbei die Wärmeverluste auf nahezu Null reduzieren. Weitere Vorteile dieses Konzeptes (Brand-, Explosions- und Schallschutz) sollen hier nicht weiter betrachtet werden.

Bei einer energieeffizient arbeitenden Absauganlage wird die Drehzahlregelung der Ventilatoren oft zu stark in den Vordergrund gestellt. Zwar liegt in der Drehzahlregelung enormes Einsparpotenzial, auf der anderen Seite ist sie aber nur einer der zu berücksichtigenden Aspekte, wenn auch ein wesentlicher.

Wer Absauganlagen möglichst energieeffizient planen und auch betreiben will, muss auf jeden Fall gemeinsam mit einem kompetenten Fachbetrieb aus der Vielfalt der technischen Möglichkeiten sein individuell optimales Gesamtpaket schnüren. Dazu gehört natürlich auch eine solide Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit Darstellung der Investitions- und Unterhaltskosten.

Ulrich Guhl,

GET–Entsorgungstechnik,

AL-KO Werksvertretung

Baden-Württemberg,

72108 Rottenburg am Neckar