Zusätzlicher Druckluftbehälter für den Kompressor – wie auswählen und anschließen?

Ein Kompressor muss nicht auf jede kurzfristige Erhöhung des Druckluftbedarfs sofort reagieren. In vielen Werkstätten und Industriebetrieben lässt sich die Flexibilität des Systems durch einen zusätzlichen Druckluftbehälter verbessern, der als Speicher und Puffer dient.

Ein zusätzlicher Druckluftbehälter kann die verfügbare Luftreserve vergrößern, Druckschwankungen begrenzen und bei Anlagen mit wechselndem Bedarf die Schalthäufigkeit bestimmter Kompressoren reduzieren. Die tatsächliche Lieferleistung des Kompressors wird dadurch jedoch nicht erhöht. Vor dem Kauf sollten deshalb Verbrauchsprofil und verfügbare Druckluftbehälter für Kompressoren analysiert werden.

Warum einen zusätzlichen Druckluftbehälter einsetzen?

Ein Druckluftbehälter arbeitet als Puffer zwischen Kompressor und Verbrauchern. In Zeiten geringer Abnahme speichert er Druckluft, die zur Verfügung steht, sobald mehrere Werkzeuge oder Maschinen gleichzeitig einen höheren Bedarf erzeugen.

Das ist besonders bei zyklisch arbeitenden Verbrauchern wichtig, etwa Pneumatikzylindern, Schlagschraubern, Ausblaspistolen oder Maschinen, die für kurze Zeit große Luftmengen benötigen.

Zusätzliches Speichervolumen kann:

• kurze Verbrauchsspitzen abdecken,
• starke Druckabfälle reduzieren,
• die Häufigkeit von Start-Stopp-Zyklen bestimmter Kompressoren verringern,
• die Versorgung pneumatischer Verbraucher stabilisieren,
• der Kompressorsteuerung mehr Reaktionszeit geben,
• durch Abkühlung der Druckluft die Kondensatabscheidung teilweise unterstützen.

Speichervolumen und Kompressorleistung dürfen jedoch nicht verwechselt werden. Liefert ein Kompressor 1000 l/min, ermöglicht ein größerer Behälter keinen dauerhaften Verbrauch von 1500 l/min. Die gespeicherte Luft kann die Differenz nur für begrenzte Zeit ausgleichen.

Auch Energieeinsparungen ergeben sich nicht automatisch. Ein größerer Behälter kann häufiges Takten reduzieren, der tatsächliche Energieverbrauch hängt aber ebenso von Kompressortyp, Steuerung, Betriebsdruck, Leckagen und Verbrauchsprofil ab.

Wie wird das Behältervolumen gewählt?

Ein universelles Behältervolumen für jeden Kompressor gibt es nicht. Entscheidend sind Kompressorleistung, Verbrauchsprofil und zulässiger Druckabfall.

Vor der Auswahl sollten bestimmt werden:

• tatsächliche Liefermenge des Kompressors,
• minimaler und maximaler Betriebsdruck,
• durchschnittlicher Luftverbrauch,
• maximaler kurzfristiger Verbrauch,
• Dauer der Verbrauchsspitzen,
• Anzahl gleichzeitig arbeitender Verbraucher,
• Schalthäufigkeit des Kompressors,
• mögliche spätere Erweiterung der Anlage.

Vereinfacht hängt die nutzbare gespeicherte Luftmenge vom Behältervolumen und der Differenz zwischen maximalem und minimalem Druck ab. Ein 500-l-Behälter, der beispielsweise zwischen etwa 10 und 8 bar betrieben wird, kann näherungsweise rund 1000 l auf Atmosphärendruck bezogene Luft bereitstellen. Temperaturänderungen und dynamische Verluste sind dabei nicht berücksichtigt.

Benötigt ein Verbraucher zeitweise 500 l/min mehr, als der Kompressor liefern kann, reicht eine Reserve von 1000 l daher nur ungefähr zwei Minuten.

Besteht die hohe Nachfrage dauerhaft, ist ein zusätzlicher Behälter allein nicht die richtige Lösung. Dann sollte ein leistungsfähigerer oder zusätzlicher Kompressor geprüft werden. Für kontinuierlichen Betrieb sind häufig Schraubenkompressoren die passende Lösung.

Wo sollte der zusätzliche Behälter eingebaut werden?

Die Position beeinflusst die Funktion des Behälters. In größeren Anlagen befinden sich Druckluftbehälter sowohl unmittelbar hinter dem Kompressor als auch näher an Verbrauchern mit starken kurzzeitigen Lastspitzen.

Behälter vor dem Trockner

Ein Behälter vor dem Trockner wird häufig als Nassbehälter bezeichnet. Er puffert die Druckluft direkt hinter dem Kompressor und kann während der Abkühlung die Abscheidung eines Teils des Kondensats unterstützen.

Eine wirksame Kondensatableitung ist in diesem Aufbau besonders wichtig. Der Behälter ersetzt weder einen Trockner noch die weitere Druckluftaufbereitung.

Behälter hinter dem Trockner

Ein Behälter auf der getrockneten Seite speichert bereits aufbereitete Druckluft. Das kann bei Verbrauchern sinnvoll sein, die eine stabile Reserve trockener Luft benötigen und kurzfristige Verbrauchsspitzen verursachen.

Behälter nahe einem großen Verbraucher

In bestimmten Anlagen wird ein zusätzlicher Behälter unmittelbar bei einer Maschine installiert, die periodisch große Luftmengen benötigt. Dadurch können kurzfristige Druckverluste in langen Leitungen reduziert werden, sofern Leitungsdurchmesser und weitere Komponenten korrekt ausgelegt sind.

Eine zu kleine Rohrleitung kann den Durchfluss unabhängig vom Behältervolumen begrenzen. Behälter, Rohrleitungen, Ventile, Filter, Trockner und Entnahmestellen müssen deshalb als Gesamtsystem betrachtet werden.

Wie wird der zusätzliche Behälter angeschlossen?

Der Behälter wird mit Rohrleitungen, Armaturen und Verbindungen eingebunden, die für den jeweiligen Betriebsdruck zugelassen sind. Bauteile dürfen nicht allein deshalb verwendet werden, weil Gewinde oder Durchmesser mechanisch passen.

Beim Anschluss sind unter anderem zu berücksichtigen:

• maximal zulässiger Betriebsdruck des Behälters,
• maximaler Kompressordruck,
• zum Luftstrom passende Rohrdurchmesser,
• Sicherheitsventil,
• Manometer oder andere Druckkontrolle,
• Absperrarmatur für Wartungsarbeiten,
• Kondensatableitung,
• sichere Befestigung von Behälter und Rohrleitungen.

Absperrarmaturen müssen so geplant sein, dass der Behälter im normalen Betrieb nicht von seinem wirksamen Überdruckschutz getrennt werden kann. Sicherheitsventile und weitere Druckarmaturen sind entsprechend der Behälterdokumentation und den geltenden Anforderungen an Druckgeräte anzuordnen.

Nach der Montage muss die Anlage auf Dichtheit geprüft werden. Druckluftleckagen verursachen kontinuierliche Energieverluste und können dazu führen, dass der größere Behälter nicht den erwarteten Nutzen bringt.

Bei höheren Betriebsdrücken müssen sämtliche Komponenten dafür zugelassen sein. Für entsprechende Anwendungen bietet CORMAK auch Hochdruck-Schraubenkompressoren und passend ausgelegte Druckluftkomponenten an.

Sicherheit und Betrieb

Ein Druckluftbehälter ist ein Druckgerät. Seine Konstruktion darf nicht eigenmächtig verändert werden. Zusätzliche Bohrungen, Schweißarbeiten oder Armaturen unbekannter Spezifikation sind zu vermeiden.

Vor der Inbetriebnahme sollten geprüft werden:

• maximal zulässiger Betriebsdruck,
• Zustand und Funktion des Sicherheitsventils,
• Dichtheit der Verbindungen,
• Zustand des Manometers,
• Funktion des Kondensatablasses,
• Zustand der Behälteroberfläche und mögliche Korrosions- oder Schadstellen,
• im jeweiligen Land geltende Prüf- und Überwachungspflichten für Druckgeräte.

Besonders wichtig ist die regelmäßige Ableitung des Kondensats. Wasser am Behälterboden kann innere Korrosion beschleunigen. Bei intensiv genutzten Anlagen kann ein automatischer Kondensatableiter sinnvoll sein.

Der Behälter sollte entsprechend der Herstelleranleitung aufgestellt, gegen mechanische Beschädigung geschützt und für Inspektion und Wartung zugänglich sein. Bei größeren Anlagen sollte Planung und Installation durch Fachpersonal mit Erfahrung in Druckluft- und Druckgerätesystemen erfolgen.

Den Betriebsdruck lediglich zu erhöhen, um mehr Energie im Behälter zu speichern, ist kein sinnvoller Ersatz für eine zu geringe Anlagenleistung. Höherer Druck belastet das System stärker und erhöht in der Regel den Energiebedarf der Verdichtung.

Fazit

Ein zusätzlicher Druckluftbehälter kann die Anlage bei kurzzeitigen Verbrauchsspitzen, Druckschwankungen und häufigen Kompressorzyklen verbessern. Er vergrößert die gespeicherte Luftmenge, erhöht jedoch nicht die tatsächliche Lieferleistung des Kompressors.

Bei der Auslegung sind Kompressorleistung, Verbrauchsprofil, Druckbereich und Dauer der Lastspitzen zu berücksichtigen. Ebenso wichtig sind Einbauort, Rohrdimensionierung, Druckluftaufbereitung, Sicherheitsarmaturen und Kondensatableitung.

In einer kleinen Werkstatt kann ein zusätzlicher Behälter eine relativ einfache Möglichkeit sein, das System flexibler zu machen. In größeren Betrieben sollte er als Bestandteil der gesamten Druckluftanlage vom Kompressor bis zur letzten Entnahmestelle betrachtet werden.