Expertenrat: Kompressorraum-Wärme berechnen und kontrollieren

Wir teilten zuvor Tipps zur Kompressor-Aufstellung. Nachdem Sie den idealen Standort gefunden haben, müssen Sie einige Schlüsselfaktoren beachten, um dauerhaft effizienten Betrieb zu gewährleisten.

Die Unterbringung des Kompressors in einem separaten Raum spart Platz auf der Werkhalle und reduziert Lärm, aber einige Maßnahmen sind nötig, damit dieser Raum ein sicherer Ort für Ihr System bleibt. Eines der wichtigsten Themen ist überschüssige Wärme im Kompressorraum.

Kinetische Energie und Wärme im Kompressorraum

Wir wissen: Kompressoren erzeugen Wärme. Wie entsteht sie? Kinetische Energie – Bewegungsenergie – manifestiert sich als Temperatur. Liegt die Temperatur eines Objekts unter der Umgebungstemperatur, wird die Differenz als Wärme wahrgenommen. Dies zeigt sich im Alltag: von aufgewühlten Wassermolekülen, die Ihren Kaffee heiß machen, bis zur Wärme, die Sie spüren, wenn Sie an einem Wintertag die Hände aneinanderreiben.

Im Kompressorraum kann Wärme aus verschiedenen Quellen stammen: Sonneneinstrahlung, Personen, Beleuchtung, Motoren und andere spezifische Wärmequellen. Einige – Sonne, Licht, Motoren – sind als fühlbare Wärmequellen zu beschreiben. Fühlbare Wärme ist die mit Temperaturänderung verbundene Wärme, während latente Wärme meist mit Phasenwechseln von Wasserdampf assoziiert ist. Die Wärmeabgabe von Personen ist teils fühlbar, teils latent.

Fühlbare Wärme berechnen

Fühlbare Wärmequellen haben den größten Einfluss auf die Kompressorraum-Temperatur. Bei der Entscheidung über die zulässige fühlbare Wärme muss jede Quelle berücksichtigt werden. Ein Temperaturanstieg von 10 °F (ca. 5,5 °C) ist in Kompressorräumen sehr üblich. Der fühlbare Wärmezuwachs lässt sich durch die Gleichung bestimmen:

H_s = Q_s × ρ × C_p × ΔT

wobei

• H_s = fühlbarer Wärmegewinn (BTU/hr)
• Q_s = volumetrischer Durchfluss für fühlbare Wärme (CFM)
• ρ = Luftdichte (lb/ft³)
• C_p = spezifische Wärme der Luft (BTU/lb·°F)
• ΔT = Temperaturänderung (°F)

Zur Berechnung der erforderlichen Allgemeinbelüftung (auch erforderlicher volumetrischer Durchfluss genannt) muss der akzeptable Temperatur- oder Feuchteanstieg bestimmt werden. Dazu werden der volumetrische Durchfluss für die Ableitung fühlbarer und latenter Wärme berechnet. Der notwendige volumetrische Durchfluss ist meist der größere der beiden Werte – in Kompressorräumen immer die fühlbare Wärme.

Der Kompressortyp beeinflusst die Wärmemenge im Raum. Abluft von luftgekühlten Kompressoren überträgt fast 100 % der Motorenergie als Wärme, während wassergekühlte Kompressoren nur ca. 10 % behalten.

Auswirkungen unzureichender Kompressorraum-Belüftung

Warum den Aufwand betreiben, einen Raum zu kühlen, in dem man sich selten aufhält? Zwar ist Wärme ein normales Nebenprodukt kinetischer Energie, doch zu viel Hitze im Kompressorraum verursacht Probleme.

Luftgekühlte Kompressoren mit hohen Austrittstemperaturen können Trocknereinlasstemperaturen über das 100 °F (37,8 °C) Maximum und Umgebungstemperaturen luftgekühlter Trockner über 100 °F treiben. Beide Probleme reduzieren die Trocknerleistung so weit, dass der nominelle Drucktaupunkt beeinträchtigt wird und mehr Feuchtigkeit kondensieren kann. Höhere Einlasstemperaturen verringern die Luftdichte, was den Massenstrom des Kompressors reduziert.

Hohe Temperaturen können auch das Schmiermittel in öleingespritzten Kompressoren verharzen lassen, und öleingespritzte Drehschraubenkompressoren schalten ab, wenn Temperaturen ca. 230 °F (110 °C) überschreiten. Um diese Risiken zu vermeiden, konsultieren Sie einen Experten für die richtige Belüftung Ihrer Kompressorumgebung.