Druckluft- Kompendium. HLuHB Darmstadt. Uli II III VM\ Verlag Marie Leidorf GmbH Steilerloh 65 D Espelkamp

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1 Druckluft- Kompendium VM\ HLuHB Darmstadt Uli II III Verlag Marie Leidorf GmbH Steilerloh 65 D Espelkamp

2 Inhalt Teil 1 Grundlagen der Druckluft 1.1 Die Geschichte der Druckluft Die Anfänge der Druckluft Erste Anwendungen der Druckluft Einheiten und Formelzeichen Basiseinheiten Einheiten der Drucklufttechnik Was ist Druckluft? Zusammensetzung der Luft Eigenschaften der Druckluft Wie verhält sich Druckluft? Physikalische Grundlagen Temperatur Volumen Druck Volumenstrom " Bewegte Druckluft ::.: Strömungsverhälten :../ Stömungsarteri : 13 Teil 2 Einsatzbereiche der Druckluft 2.1 Vorteile der Druckluft Druckbereiche Anwendungsmöglichkeiten der Druckluft Spannen und Klemmen mit Druckluft Transport mit Druckluft Antrieb mit Druckluft Spritzen mit Druckluft Blasen mit Druckluft Prüfen und Kontrollieren mit Druckluft Steuern und Regeln mit Druckluft Fachgebietsbezogene Anwendungsbeispiele 21 Teil 3 Drucklufterzeuger 3.1 Kompressoren (Verdichter) Dynamische Verdichter ( Turboverdichter) Verdränger-Verdichter Kompressorbauarten Marktgerechte Kompressoren Hubkolbenkompressor Membrankompressor Freikolbenkompressor Vielzellenkompressor Flüssigkeitsringkompressor Schraubenkompressor Roots-Verdichter Axialverdichter Radialverdichter 36

3 3.3 Kolbenkompressoren Allgemeines Ansaugleistung - Liefermenge Kühlung Kühlmittel Regelung von Hubkolbenkompressoren Vorteile von Hubkolbenkompressoren.: Baugruppen eines Kolbenkompressors 3.4 Schraubenkompressoren Allgemeines Verdichtungsvorgang Funktionsweise Ölkreislauf Luftkreislauf Wärmerückgewinnung Ansaugregelung Vorteile von Schraubenkompressoren Baugruppen eines Schraubenkompressors. 3.5 Baugruppen Antriebsmotor Keilriemen Riemenspannvorrichtung Saug- und Druckventile Sicherheitsventile Ansaugfilter 3.6 Kompressorschmier- und kühlmittel Teil 4 Regelung von Kompressoren 4.1 Druckdefinitionen 4.2 Betriebszustände Stillstand ( L0 ) Leerlauf (L1 ) Teillast Lastlauf (L2 ) 4.3 Regelung einzelner Kompressoren Aussetz-Regelung Leerlauf-Regelung Verzögerte Aussetz-Regelung Teillast-Regelung Stufenlose Leistungsregelung Frequenzregelung 4.4. Das ARS-Steuerungskonzept Automatic Autotronic Ratiotronic Supertronic

4 4.5 Regelung von mehreren Kompressoren MCS 1 und MCS MCS MCS 4 v MCS MCS MCS 7 65 Teil Warum Druckluftaufbereitung? 66 Druckluftaufbereitung Planungshinweise Folgen schlechter Aufbereitung Luftverunreinigungen Wasser in der Druckluft Luftfeuchtigkeit Taupunkte Wassergehalt der Luft Kondensatmenge bei Komprimierung Beispiel zur Kondensatmengenberechnung Kondensatmenge an einem schwülen Sommertag Drucktaupunktermittlung Drucktaupunkt nach der Entspannung Druckluftqualität Qualitätsklassen nach DIN ISO Trocknungsmethoden Betriebsbedingungen Kondensation durch Überverdichtung Kondensation durch Kältetrocknung Diffusion durch Membrantrocknung Sorption durch Absorption Sorption durch Adsorption Kaltregeneration Interne Warmregeneration Externe Warmregeneration Vakuumregeneration Anordnung des Kälte-Drucklufttrockners Trockner vor dem Druckluftbehälter Trockner hinter dem Druckluftbehälter Druckluftfilter Grundbegriffe der Filtertechnik Filterabscheidegrad h [%] Druckabfall Ap Betriebsdruck Zyklonabscheider Vorfilter Microfilter Aktivkohlefilter Aktivkohle-Adsorber Sterilfilter 99

5 Teil 6 Kondensatentsorgung 6.1 Kondensat Kondensatabieiter Kondensatabieiter mit handbetätigtem Ventil Kondensatabieiter mit Schwimmersteuerung Kondensatabieiter mit zeitabhängig öffnendem Magnetventil Kondensatabieiter mit elektronischer Füllstandsmessung Kondensatabieiter mit Niveauschwimmer zur Füllstandsmessung Kondensataufbereitung Öl-Wasser-Trenner 107 Teil 7 Druckluftbedarf 7.1 Druckluftverbrauch von Pneumatikgeräten Druckluftverbrauch von Düsen Druckluftverbrauch von zylindrischen Düsen Druckluftverbrauch von Farbspritzpistolen Druckluftverbrauch von Strahldüsen Druckluftverbrauch von Zylindern Druckluftverbrauch von Werkzeugen Ermittlung des Druckluftbedarfs Mittlere Einschaltdauer Gleichzeitigkeitsfaktor Festlegung des Druckluftbedarfs Automatische Druckluftverbraucher Allgemeine Druckluftverbraucher Gesamtdruckluftverbrauch Zuschläge für Verluste und Reserven Benötigte Liefermenge LB Druckluftverluste Kosten der Druckluftverluste Bestimmung der Leckagemenge Leckagebestimmung durch Behälterentleerung Leckagebestimmung durch Einschaltdauermessung Grenzwerte für Leckagemengen Maßnahmen zur Minimierung der Druckluftverluste Sanierung eines Druckluftnetzes 124 Teil 8 Größenbestimmung der Kompressorstation 8.1 Die Kompressorbauart Schraubenkompressoren Kolbenkompressoren Höchstdruck pmax Einflußgrößen auf den Ausschaltdruck pmax 126

6 8.3 Volumenbestimmung eines Druckluftbehälters Empfehlungen für das Druckluftbehältervolumen Normreihe und Betriebsdrücke für Druckluftbehältergrößen Druckluftbehältervolumen für Kompressoren Schaltintervall des Kompressors Kompressorstillstandszeit Kompressorlaufzeit Ermittlung der Motorschaltspiele Beispiele zur Kompressorauslegung Rechenbeispiel für Kolbenkompressoren Ermittlung des Höchstdruckes pmax Bestimmung der Kompressorgröße Volumen des Druckluftbehälters Schaltintervall des Kompressors Motorschaltspiele des Kompressors Rechenbeispiele für Schraubenkompressoren Bestimmung der Kompressorgröße Beispiel zu Ermittlung des Höchstdruckes pmax Dimensionierung des Druckluftbehälters Schaltintervall des Kompressors Resümee zur Kompressorauswahl Hinweise zur Kompressorauslegung Leistung und Arbeitsdruck Kompressorverbundsysteme Variierender Arbeitsdruck der Verbraucher 139 Teil Der Druckluftbehälter 140 Das Druckluftnetz Druckluftspeicherung Pulsationsdämpfung Kondensatabscheidung Betrieb von Druckluftbehältern Installation von Druckluftbehältern Sicherheitsvorschriften für Druckluftbehälter Einteilung in Prüfgruppen Anmelde- und Überwachungspflicht Sachverständige und Sachkundige nach 31 und 32 DruckbehV Herstellung von Druckluftbehältern Prüfung von Druckluftbehältern Prüfungsarten Weitere Auszüge aus der Druckluftbehälter - Verordnung Armaturen am Druckluftbehälter Sicherheitsventil 148

7 9.2 Das Rohrleitungsnetz Aufbau eines Rohrleitungsnetzes Die Hauptleitung Die Verteilerleitung - Ringleitung Die Verteilerleitung - Stichleitung Die Anschlußleitung Anschlußan eine Sammelleitung bei Mehrfachanlagen Planungshinweise für Rohrleitungsnetze Allgemeine Planungshinweise Rohrleitungsnetz ohne Drucklufttrockner Druckluftnetz mit Drucklufttrockner Druckabfall Ap Art der Strömung Die Reynoldssche Zahl Re Druckabfall im Rohrleitungsnetz Dimensionierung von Rohrleitungen Maximaler Druckabfall Dp Nennweite von Rohrleitungen Gegenüberstellung [ DN-Zoll ] Gleichwertige Rohrlänge Rechnerische Ermittlung des Rohrinnendurchmessers di Graphische Ermittlung des Rohrinnendurchmessers di Ermittlung des Rohrinnendurchmessers di mit Hilfe eines Spaltendiagramms Werkstoffauswahl für Rohrleitungen Gewinderohre Nahtlose Stahlrohre Edelstahlrohre Kupferrohre Kunststoffrohre Kennzeichnung von Rohrleitungen 168 Teil 10 Der Betriebsraum 10.1 Kühlung des Kompressors Kompressoraufstellung Allgemeine Hinweise zum Betriebsraum Zulässige Umgebungstemperatur Brandschutzvorschriften für Betriebsräume Entsorgung des anfallenden Kondensates Aufstellungshinweise für den Kompressor Platzbedarf eines Kompressors Aufstellungsbedingungen von Druckluftbehältern 173

8 10.3 Be- und Entlüftung einer Kompressorstation Einflußgrößen auf den Kühlluftstrom V K eines Kompressors Festlegung der Einflußgrößen auf den Kühlluftstrom V K eines Kompressors Allgemeine Hinweise für die Lüftung von Kompressorräumen Natürliche Be- und Entlüftung Erforderliche Abluftöffnung bei natürlicher Belüftung Künstliche Be- und Entlüftung Erforderliche Ventilatorleistung bei künstlicher Belüftung Erforderliche Zuluftöffnung bei künstlicher Belüftung Beispiel für die künstliche Belüftung einer Kompressorstation Kühlluftführung mit Zu- und Abluftkanälen Zuluftkanäle Entlüftung durch einen Kühlluftkanal Erforderlicher Kühlluftstrom V A und Kanalquerschnitt A K mit Kühlluftkanal Hinweise zur Kanalbelüftung Dimensionierung der Zuluftöffnung bei Entlüftung durch einen Abluftkanal Varianten der kanalisierten Entlüftung Beispiele für Aufstellungspläne Aufstellungsbeispiel für einen Schraubenkompressor Aufstellungsbeispiel für einen Kolbenkompressor 187 Teil 11 Wärmerückgewinnung 11.1 Wärmebilanz einer Kompressorstation Raumheizung Raumheizung durch Kanäle Funktion einer Raumheizung Wirtschaftlichkeit einer Raumheizung Die Duotherm Wärmeaustauscher Duotherm BPT Duotherm BSW Wieviel Energie kann eingespart werden? Schlußbetrachtung zumthema Wärmerückgewinnung 194 Teil 12 Schall 12.1 Das Wesen des Schalls Schallempfinden Wichtige Begriffe der Akustik Schalldruck Der Schallpegel Der Schalleistungspegel 196

9 12.3 Das Schallempfinden des Menschen Der Lautstärkepegel Bewertete Schallpegel db (A) Lautstärke im Vergleich Verhalten des Schalls Entfernung von der Schallquelle Reflexion und Absorption Dämpfung des Schalls Schallausbreitung in Rohren und Kanälen Schalldruckpegel mehrerer Schallquellen Mehrere Schallquellen mit gleichem Pegel Zwei Schallquellen mit unterschiedlichem Pegel Auswirkungen von Lärm Lärmschutzverordnungen UVV für lärmerzeugende Betriebe UVV Verdichter (VBG 16) Arbeitsstättenverordnung des Bundes Allgemeine Verwaltungsvorschrift des Bundes. TA-Lärm Geräuschmessung Schalldämmung bei Kompressoren 205 Teil 13 Kosten der Druckluft 13.1 Zusammensetzung der Druckluftkosten Anteile der Kostenfaktoren Wirtschaftlichkeitsberechnung für Energiekosten 207 Teil 14 CE-Zertifizierung 14.1 Einführung EG-Maschinenrichtlinie Anwendungsbereiche Inverkehrbringen von Maschinen CE-Kennzeichnung EG-Konformitätserklärung EG-Herstellererklärung 212 Teil 15 Anhang A.1 Symbole 214 A.1.1 Bildsymbole nach DIN A.1.2 Schaltzeichen nach ISO