Die unsichtbaren Kosten von Druckluftleckagen

Die aufwändig gereinigte Druckluft, die ungenutzt durch Leckagen entweicht, ist kostspielig und belastet die Grundlast der Kompressoren. In diesem Artikel werden wir die wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen dieser Leckagen analysieren und konkrete Lösungen zur Reduzierung dieser Verluste vorstellen.

Um die wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen von Druckluftleckagen zu veranschaulichen, betrachten Sie das folgende Rechenbeispiel, das drei Leckagen mit ihrem Verbrauch, Kosten und CO2-Emissionen verknüpft.

Die Betriebsstunden, die eine Leckage permanent mit Druckluft versorgt wird, erzeugt den jährlichen Druckluft-Verbrauch und somit auch deren Energie-Kosten und CO2 Emissionen.

Betriebsstunden: 8000 Stunden / Jahr unter Druck

Multipliziert man den Strompreis in €/ kWh mit der spezifischen Leistung in kWh / m³, erhält man die Druckluft Energiekosten in € pro m³. In folgendem Artikel (Link) wird genau erklärt, wie die spezifische Leistung für die Drucklufterzeugung und -aufbereitung gemessen werden kann für die präzise Berechnung der Druckluft Energie-Kosten.

Druckluft Energie-Kosten: 0,21 € / kWh * 0,12 kWh / m³ = 2,52 € Cent / m³

CO2 Emissionen Deutschland: 0,434 KG CO2 / kWh [Umweltbundesamt 2022 Deutschland]

Verlust-Volumenstrom	Druckluft pro Jahr	Energie in kWh pro Jahr	Energiekosten pro Jahr	CO2 Emissionen pro Jahr
1 Liter / Minute	480 m³ / a	57,6 kWh / Jahr	12,09 € / Jahr	24,99 kg CO2
10 Liter / Minute	4800 m³ / a	576 kWh / Jahr	120,9 € / Jahr	249,9 kg CO2
100 Liter / Minute	48.000 m³ / a	5760 kWh / Jahr	1209 € / Jahr	2.499 kg CO2

In der Praxis überwiegen kleine Leckagen, einige wenige große Leckagen jedoch verursachen den Großteil der Kosten. Eine Kostenschätzung und Priorisierung je Leckage hilft daher, wirtschaftlich zu handeln, da die Behebung Ersatzteile, Instandhaltung und möglicherweise Produktionspausen benötigen kann.

2. Wo befinden sich die Leckagen?

Es ist wichtig zu betonen, dass sachgemäß installierte Edelstahlrohre, die entweder verschweißt oder über Flansche verschraubt sind, selten zu Leckagen neigen. Diese robusten Verbindungen bieten eine hohe Zuverlässigkeit im Druckluftsystem. Der Großteil der potenziellen Leckageprobleme ist in der Produktion an den Maschinen, wo mechanischer Verschleiß und Betriebsbedingungen die Zuverlässigkeit beeinträchtigen.

Tipp: Wer also nach Leckagen sucht, sollte seine Aufmerksamkeit vor allem auf den Maschinenpark und dessen Anschlüsse richten.

Verbindungselemente: Dazu gehören Flansche, Fittings, Kupplungen, Schläuche, Schlauchverbindungen und Verschraubungen. Diese Komponenten sind oft die Hauptverursacher von Druckluftleckagen, da sie entweder beschädigt werden, sich mit der Zeit lockern oder durch Vibrationen oder mechanische Beanspruchungen beeinträchtigt werden.

Maschinen und Anlagen: Wartungseinheiten, Ventile, Zylinder, Endschalter und andere pneumatische Komponenten können undicht werden, insbesondere wenn sie nicht regelmäßig gewartet oder überprüft werden.

3. Wie ortet man Druckluftleckagen mittels Ultraschalls?

Das Aufspüren von Druckluftleckagen beruht auf Ultraschallwellen, die von den Leckagen erzeugt werden und für das menschliche Ohr nicht hörbar sind. Ein Vorteil dieser Methode ist die Möglichkeit, Leckagen im laufenden Betrieb zu lokalisieren.

Ultraschallleckagesuchgeräte sind unerlässliche Werkzeuge, um Ultraschallwellen, die normalerweise für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar sind, zu detektieren und hörbar zu machen. Aber wie funktioniert das genau?

Detektion von Ultraschallwellen: Bei einem Leck, sei es durch Luft oder ein anderes Gas, entstehen Ultraschallwellen. Dank des empfindlichen Sensors im Suchgerät, meistens ein piezoelektrisches Element, können diese hochfrequenten Schwingungen erfasst werden.
Umwandlung in hörbare Frequenzen: Das erfasste Ultraschallsignal wird durch eine elektronische Demodulation in ein für uns hörbares Signal umgewandelt.
Klare Audio-Wiedergabe: Das umgewandelte Signal wird dann verstärkt und kann über Kopfhörer oder einen Lautsprecher des Geräts gehört werden. Somit kann der Nutzer Leckagen akustisch orten.

Mithilfe von Ultraschallleckagesuchgeräten wird also das unhörbare Ultraschallgeräusch eines Lecks in hörbare Töne umgewandelt, sodass Fachleute präzise und effektiv auf Undichtigkeiten reagieren können.

Die fortschrittliche Technologie von akustischen Kameras transformiert unhörbaren Ultraschall in ein sichtbares Bild von Leckagen. Doch wie gelingt dieser beeindruckende Prozess?

Digital MEMS-Mikrofone - Präzision im Fokus: Speziell angeordnete digitale MEMS Mikrofone erfassen Ultraschallwellen mit höchster Genauigkeit. Die Anordnung spielt eine entscheidende Rolle: Weite Abstände zwischen den Mikrofonen steigern die Auflösung durch berücksichtigte Laufzeitunterschiede, während engere Anordnungen Scheinquellen minimieren – ein Muss, da Ultraschall aufgrund seiner hohen Frequenz besonders kurzwellig ist.
Vom Ultraschall zum Bild mit Beam Forming: Mittels des Beam Forming Algorithmus und der "Delay and Sum"-Methode für alle Mikrofonkanäle entsteht aus den erfassten Daten eine detaillierte Ultraschallkarte. Das Resultat? Ein ausdrucksstarkes Ultraschallbild (optisch ähnlich wie ein "Wärmebild") oder farbige Darstellungen, die Intensität und Position des Ultraschalls offenbaren.
Intuitive Darstellung für schnelle Analysen: Auf dem Display der akustischen Kamera werden intensive Ultraschallbereiche in leuchtenden Farben dargestellt. So können Fachleute Leckagen gezielt lokalisieren und effektiv beheben.

Mit modernen akustischen Kameras und der Kombination aus MEMS-Mikrofontechnik und Beam Forming wird das Detektieren von Leckagen zu einem visuellen Erlebnis, das Präzision und Schnelligkeit in den Vordergrund stellt.

Egal ob Sie sich für das klassische Ultraschallleckagesuchgerät oder eine akustische Kamera interessieren – CS INSTRUMENTS bietet Ihnen stets die beste Lösung für Ihre Anforderungen. Wir sind stolz darauf, Tradition mit Innovation zu verbinden und unseren Kunden stets das Optimum an Technologie und Anwendung zu bieten.