Wenn Sie jemals mit Druckluft gearbeitet haben, werden Sie bereits bemerkt haben, dass sie feucht ist. Extrem feucht sogar. Und je höher der Druck, desto feuchter wird die Luft.
Wenn Sie sich fragen, warum das so ist, warum es ein Problem sein könnte und was Sie dagegen unternehmen können, dann finden Sie in diesem Blogbeitrag die Antworten darauf. Erfahren Sie mehr.
02. April 2020
Warum ist Druckluft feucht?
Die kurze Antwort lautet:
Weil Gase (z. B. Luft) komprimierbar sind und Flüssigkeiten (z. B. Wasser) nicht. Obwohl es für uns durchaus möglich ist, 100 m3 Luft bei normalem atmosphärischem Druck in einen Raum mit nur 1/8 oder sogar 1/100 dieser Größe zu pressen, bleibt das Volumen des darin enthaltenen Wassers dasselbe.
Die lange Antwort lautet:
Bevor wir über die Auswirkungen der Komprimierung von Luft sprechen, müssen wir uns genauer ansehen, was wir tatsächlich komprimieren. Neben Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Kohlendioxid und anderen Gasen, aus denen unsere Atemluft besteht, macht Wasserdampf einen erheblichen Prozentteil aus. Aber ein vorgegebenes Luftvolumen kann nur eine bestimmte Menge an Wasserdampf aufnehmen, bevor die Luft gesättigt ist wie ein Schwamm. Und wenn diese Luft komprimiert wird, liegt das Verhältnis von Wasser zu Luft (nach Volumen) in der Regel weit über diesem Sättigungspunkt. Das Ergebnis? Abscheidung. Oder anders gesagt: Die Luft wird feucht.
Wie hoch ist die Feuchtigkeit?
Die Feuchtigkeit hängt von mehreren Faktoren ab.
Der wichtigste Faktor dabei ist, wie viel Wasser zu Beginn in der Luft war. Die relative Luftfeuchtigkeit ändert sich in der Regel je nach Wetterlage. Und die Menge an Feuchtigkeit, die aufgenommen werden kann, hängt von der Temperatur und dem Druck ab. Auf Meereshöhe und bei 30 °C kann die Umgebungsluft beispielsweise bis zu 2,5 % Wasserdampf nach Gewicht enthalten. Pro 100 m3 kann die Luft also bis zu 3 Liter Wasserdampf enthalten.
Sehen wir uns an, was mit diesem Wasser passiert, wenn wir eine mäßige Kompressionsrate von 8:1 anwenden (d. h. wenn wir die 100 m3 Luft auf 12,5 m3 verdichten).
Wie bereits oben erwähnt, bleibt der maximale Wassergehalt nach Volumen konstant, obwohl wir die Dichte der resultierenden Luft erhöht haben. Anders ausgedrückt, das jetzt reduzierte Volumen von 12,5 m3 kann 1/8 der ursprünglichen 3 Liter (d. h. 375 ml) Wasser bei derselben Temperatur aufnehmen (die verbleibenden 2,6 Liter kondensieren zu flüssigem Wasser). Wenn wir das Luftvolumen in einem durchschnittlichen Einfamilienhaus komprimieren würden, hätten wir genug Wasser, um morgens unseren Tee zu brühen.
Aber was ist an ein wenig Wasser auszusetzen?
Wasser in der richtigen Menge kann gut für Sie sein. Aber selbst in den kleinsten Konzentrationen kann dies verheerende Auswirkungen auf Ihre Infrastruktur und/oder Ihr Produkt haben. Überschüssige Feuchtigkeit in der Luft Ihres Systems kann Folgendes verursachen:
- Korrosion in Prozessrohrleitungen, Behältern und anderen Metallbauteilen und Geräten
- Störungen bei Mess- und Regeltechnik
- Eisbildung in kälteren Klimazonen oder Betriebsbedingungen, die zu Blockierungen in den Rohrleitungen und anderen Systemen führt (ein potenziell schwerwiegendes Sicherheitsrisiko)
- Verfärbung, Verdünnung, Verunreinigung und andere Qualitätsprobleme bei Ihrem Endprodukt
- Mikrobielle Verunreinigung, da dort, wo Wasser vorhanden ist, typischerweise (potenziell schädliche) Mikroorganismen vorhanden sind.
Natürlich gibt es genug Gründe, sich Sorgen über das Vorhandensein von Wasser in der verwendeten Druckluft zu machen, unabhängig von der Anwendung.
Was können wir also dagegen unternehmen?
Glücklicherweise stehen uns für die vielen Probleme, die durch Feuchtigkeit in der Druckluft verursacht werden, mehr als ausreichend Technologien zur Verfügung, um zu verhindern, dass Probleme überhaupt erst entstehen. Und genau so, wie wir häufig Feuer am besten mit Feuer bekämpfen, bedienen sich viele dieser Techniken der Kondensation, um genau diese zu bekämpfen.
Von der Nachkühlung und (Zentrifugal-)Abscheidung bis hin zur Kälteerzeugung und Trocknung mittels Trockenmittel und/oder Adsorption. Sie alle funktionieren, indem sie das Problem – den erhöhten Taupunkt der Druckluft – als Lösung verwenden. Die Feuchtigkeit in der Luft wird als flüssiges Wasser abgeschieden, damit wir es ablassen können. Vergleichbar mit dem Ausdrücken eines Schwamms, über den wir anfangs gesprochen haben.
Lassen Sie sich also nicht von Ihrer Sorge darüber, dass die Druckluft feucht ist, verrückt machen. In unserem nächsten Artikel über die Grundlagen der Lufttrocknung erfahren Sie mehr über einige der Möglichkeiten, was Sie dagegen unternehmen können.
