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Bild 3.27: Kühlluftführung beim Kolbenkompressor | Bei allen Verdichtungsvorgängen entsteht Wärme. Der Grad der Erwärmung ist abhängig vom Enddruck des Kompressors. Je höher der Enddruck ist, desto höher ist auch die Verdichtungstemperatur.
Laut Unfallverhütungsvorschrift darf die Verdichtungsendtemperatur bei Kompressoren mit ölgeschmierten Druckräumen und einstufiger Verdichtung sowie maximal 20 kW Motorleistung und maximal 10 bar bis zu 220°C betragen.
Bei größeren Drücken und höheren Motorleistungen ist eine maximale Temperatur von 200°C zugelassen. Bei mehrstufiger Verdichtung und Drücken von mehr als 10 bar beträgt die maximale Verdichtungsendtemperatur 160°C.
Der größte Teil der Verdichtungswärme muß somit abgeführt werden. Zu hohe Drucklufttemperaturen bedeuten eine Gefahr, denn ein geringer Teil des zur Schmierung eingesetzten Öles gelangt als Restöl während der Verdichtung in die Druckluft. Es kann sich entzünden. Ein Leitungs- bzw. Kompressorbrand wäre noch das geringste Übel. Von bestimmten Temperaturen an ist gerade bei der Druckluft die Explosionsgefahr besonders groß, denn auf das Volumen bezogen enthält sie weit mehr Sauerstoff als die Umgebungsluft.
Damit möglichst kalte Druckluft erzeugt wird, ist jeder Kompressorstufe ein Zwischen- und Nachkühler nachgeschaltet. <BR><BR> |
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Bild 3.28: Nachkühler als Turbulenz-Lamellen-Kühler | Die durch Kühlung abzuführende Wärmemenge ist abhängig vom Volumenstrom und vom Druck. Verdichter mit größeren Leistungen erhalten zwei, drei oder mehr Zylinder. Die Zylinder sind so angeordnet, daß sie möglichst günstig im Luftstrom des Kühlluftventilators liegen. Um die Wärmeabfuhr zu intensivieren, werden die Oberflächen der Zylinder und Zylinderköpfe durch eine großzügige Verrippung vergrößert. Für eine möglichst niedrige Drucklufttemperatur reicht aber die intensive Kühlung und große Verrippung des Kompressors nicht aus. Zusätzlich muß die Druckluft im Zwischenkühler zwischen der ersten und zweiten Stufe bzw. im Nachkühler hinter der zweiten Stufe gekühlt werden. Reicht die Kühlung immer noch nicht aus, so ist eine mehrstufige Verdichtung notwendig.
Bei ölgeschmierten Kolbenkompressoren muß die Abkühlung nach der letzten Stufe gemäß Unfallverhütungsvorschrift VBG 16 §9 auf mindestens 60°C bzw. 80°C erfolgen. Eine möglichst niedrige Druckluftaustrittstemperatur hat außerdem für den Verbraucher den Vorteil, daß die Druckluft nur noch einen geringen Anteil an Feuchtigkeit hat. Außerdem können die dem Kompressor nachgeschalteten Komponenten, wie Druckluftbehälter oder Druckluftaufbereitungsgeräte nur für die geringe Drucklufttemperatur ausgelegt und somit kostengünstiger beschafft werden. Die Druckluftaustrittstemperatur liegt bei luftgekühlten Kolbenkompressoren je nach Qualität des Kompressors bei ca. 10 - 15 °C über Umgebungstemperatur. |