Druckluft reduzieren - Energie sparen

Jedes Unternehmen sollte daran interessiert sein – im Sinne der Wirtschaftlichkeit und Rentabilität, aber auch zum Schutz der Umwelt – Energie zu sparen. Wie das geht? Wir zeigen es Ihnen.

Warum nutzen Unternehmen Druckluft für Trocknungsprozesse?

Druckluft ist vorhanden

Es ist einfach und billig: Unternehmen entscheiden sich oft für Druckluft, weil sie bereits Kompressoren im Einsatz haben und die Verlegung einer zusätzlichen Druckluftleitung einfach und schnell realisiert ist. Die Anschaffung von Druckluftdüsen stellt keinen erheblichen Kostenfaktor dar.

Die Zeit ist knapp

Es geht schnell: Ist die Zeit besonders knapp, muss schnell eine Lösung her. Dann werden auch schon mal Röhrchen eingesetzt, die platt gedrückt, geschlitzt oder angebohrt sind, um die Luftverteilung zu „optimieren“.

Das Ergebnis ist ok

Das geht schon: Mit den gegebenen Mitteln kommen Unternehmen zwar erst einmal zu einem passablen Ergebnis, die Tatsache, dass sie dafür einen hohen Preis zahlen müssen, realisieren viele aber erst später. Die anfallenden Kosten einer selbstkonzipierten Lösung können immens sein.

Sind Gebläse für Trocknungsprozesse besser geeignet als Druckluft?

Druckluft ist teuer

Ein Kompressor erzeugt in der Regel einen Betriebsdruck von ca. sechs bar und mehr, die in das Druckluftnetz gespeist werden. Diese hohe Verdichtung – mit hoher Wärmeentwicklung – kostet viel Strom und macht Druckluft zur teuersten Energieform.

Verstehen Sie uns nicht falsch

Druckluft ist in jeder Produktionsstätte und für viele Prozesse absolut notwendig. Da der Preis hierfür aber durchschnittlich ungefähr zehn mal so hoch ist wie der für elektrische Energie, sollten Unternehmen genau prüfen, wo sie wirklich benötigt und wo sie eingespart werden kann.

Niedrige Kompressionsrate spart viel Energie

Bei Trocknungsprozessen wird die vorher kostenintensiv komprimierte Druckluft in die Umgebungsluft entlassen. Ein Großteil der Energie verpufft, da in 99 Prozent der Fälle keine so hohe Kompression notwendig ist. Auch Gebläse komprimieren Luft, allerdings in einem ganz anderen Druckbereich: Trocknungssysteme mit Gebläse kommen normalerweise mit einem Druck zwischen 0,1 – 0,25 bar oder weniger aus.

Erzielt ein Air Knife System das gleiche Ergebnis wie Druckluft?

Anwendung von Druckluftdüsen

Aufgrund der Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, wäre es unseriös zu behaupten, dass mittels Gebläse gespeiste Luftdüsen immer besser geeignet sind als Druckluftdüsen. Druckluftsysteme können von Vorteil sein, wenn nur sehr punktuell mit einer einzelnen kurzen Flachstrahldüse abgeblasen oder die Luft genau getaktet werden muss.

Air Knife Systeme mit Gebläse sind häufig im Vorteil

Gerade bei Produkten ab 100 Millimetern Größe und breiteren Flächen lassen sich mit einer durch Gebläse versorgten Air Knife Luftdüse bessere Ergebnisse erzielen und man spart gleichzeitig viel Energie ein.

In vielen Fällen sind Systeme mit Gebläse durch den hohen Volumenstrom und hohe Luftstromgeschwindigkeiten von bis zu über 200 m/ s im Vorteil. Der Effekt des erzeugten Luftvorhangs wird nach Austritt aus der Schlitzgeometrie durch Anreicherung mit Umgebungsluft noch einmal verstärkt.

Was kostet eigentlich Druckluft?

Wie teuer ist Druckluft?

Für Druckluft entstehen im Durchschnitt Kosten in Höhe von ca. 1,5 – 2,7 Cent pro m³. Da die exakte Höhe aber von den Stromkosten und der Leistung bzw. Größe des jeweiligen Kompressors abhängt, muss der Preis für jedes Unternehmen individuell berechnet werden.

Wieviel Energie wird zur Erzeugung von 1 m³ Druckluft benötigt?

Liegen die Leistungsdaten des Kompressors vor, ist es relativ einfach, den Energieeinsatz für einen m³ Druckluft zu errechnen. Hierzu wird der maximale Volumenstrom (Output) durch die angegebene Motorleistung des Kompressors dividiert.

Bei der neuesten Kompressor-Generation entsteht so ein Mittelwert von 0,116 kWh pro m³. Die Festo Vertriebs GmbH, Weltmarktführer in der Automatisierungstechnik, rechnet mit einem Wert von 0,1 – 0,2 kWh bei „modernen Kompressor-Stationen“.

Wir rechnen mit 0,12kWh pro m³/h Druckluft

Die nachfolgenden Kalkulationen basieren auf unserer langjährigen Erfahrung und legen einen Wert von 0,12 kWh pro m³/ h zugrunde. Das gibt uns die Möglichkeit, die Kosten für Druckluft mit denen für Gebläseluft zu vergleichen:

Druckluft:	Strompreis (€/ kWh) x Volumenstrom (m³/ h)
Gebläseluft:	Strompreis (€/ kWh) x Gebläse Motorleistung (kW)

Energiekostenvergleich: Druck- und Gebläseluft

Kostenrechnung für Druckluftdüsen

Nehmen wir beispielsweise einen Energieverbrauch von 0,12 kWh pro m³/ h und einen Strompreis von 12 Cent/ kWh an, gelangen wir zu folgendem Ergebnis:

Energieverbrauch:	0,12 kWh pro m³/ h
Druck:	6 bar
Stunden pro Jahr (S2):	5.824 h (2 Schichten = 7 Tage x 16 Stunden x 52 Wochen)
Stunden pro Jahr (S3):	8.736 h (3 Schichten = 7 Tage x 24 Stunden x 52 Wochen)
Strompreis:	12 Cent/ kWh

Nicht eingerechnet sind Wartung von Kompressor und Druckluftleitungen, der Energieverlust durch Leckagen sowie die Kosten für Ölabscheidung und Filter.

Verbraucher	Verbrauch m³/ h	Verbrauch kWh	Kosten pro Jahr (S2)	Kosten pro Jahr (S3)
Rohr – 1 mm Ø	3,90	0,47	328 Euro	493 Euro
Rohr – 2 mm Ø	15,40	1,85	1.293 Euro	1.940 Euro
Rohr – 4 mm Ø	61,80	7,42	5.186 Euro	7.779 Euro
Rohr – 6 mm Ø	138,60	16,63	11.623 Euro	17.434 Euro
Flachstrahldüse	38,00	4,56	3.187 Euro	4.780 Euro

Abblasung eines 500 mm Luftvorhanges: Air Knife Gebläse im Vergleich zu Druckluftdüsenbalken

Zur Erzeugung eines ca. 500 Millimeter langen Luftvorhanges nehmen wir einen Druckluftdüsenbalken mit zehn Flachstrahldüsen und betreiben ihn bei vier bzw. sechs bar. Die Druckluft-Konfiguration vergleichen wir mit einer 500 Millimeter langen Air Knife Luftdüse mit 7,5 kW Gebläse. Je nach Anwendungsfall kann die Versorgung auch durch ein kleineres Gebläse erfolgen.

Verbraucher	Verbrauch m³/h	Verbrauch kWh	Kosten pro Jahr (S2)	Kosten pro Jahr (S3)	Breite
Air Knife Gebläse System
Air Knife 500 mm bei 0,16 bar	270	7,5	5.242 Euro	7.863 Euro	500 mm
Druckluftdüsenbalken mit Flachstrahldüsen
10 Düsen je 47 mm bei 6 bar	380	45,6	31.869 Euro	47.804 Euro	470 mm
10 Luftdüsen je 47 mm bei 4 bar	280	33,6	23.483 Euro	35.224 Euro	470 mm

Thermische Trocknung und Gebläse mit Air Knife Kombination

Thermische Trocknung: Vor- und Nachteile

Bei der thermischen Trocknung werden Flüssigkeiten durch Wärmezufuhr zum Verdunsten gebracht – im Vergleich zu Luftdüsen auf der gesamten Produktoberfläche, also auch in Windschattenbereichen. Die Produktionsgeschwindigkeit ist allerdings meistens sehr gering und benötigt viel Energie.

Vergleich: Versucht man mit einem Föhn einen Tropfen Wasser zum Verdunsten zu bringen, dauert dies verhältnismäßig lange und der Energieverbrauch ist sehr hoch. Fast alle handelsüblichen Haartrockner verbrauchen 2000 Watt, also 2 kW.

Nutzen Sie die Vorteile beider Trocknungssysteme

Dennoch ist die thermische Trocknung für einige Prozesse und Bauteile wichtig. Wir haben in der Vergangenheit häufig Air Knife Systeme zur Vortrocknung eingesetzt, um den Einsatz von kleineren Trockentunneln möglich zu machen und dabei gleichzeitig Platz sowie Energie zu sparen. Bestehende Öfen können häufig auch auf niedrigere Temperaturen heruntergeregelt werden, um Energie zu sparen.