Elektrostatische Prozessluftfilteranlage für Öl- und Emulsionsnebel. – (Bild: Indusa)
In den meisten Produktionshallen sind Maschinen von unterschiedlichen Herstellern vorzufinden. Oft sind gar keine oder Filteranlagen von verschiedenen Herstellern montiert. Dazu kommt noch, dass eine Wartung oftmals schwierig ist, da die Anlagen auf den Maschinen montiert sind. Das Ergebnis sind schlecht gewartete Anlagen, die seit Jahren nicht gereinigt wurden oder bei denen die Filtereinsätze schon lange nicht mehr getauscht wurden.
Das Ergebnis ist nicht nur schlechte Sicht in den Maschinen, sondern vor allem auch schlechte Sicht in den Hallen. Da in vielen Werkshallen keine Zwangsbelüftung existiert, konzentriert sich KSS-Aerosol und -dampf wahrnehmbar auf. Darunter leiden nicht nur die Inventargegenstände, welche sich mit der Zeit mit einem klebrigen Film bedecken, sondern auch die Mitarbeiter.
Komplettlösungen mit zentraler Filteranlage für die Absaugung und Filterung von Abluft aus Bearbeitungsprozessen in Werkzeugmaschinen sind durch den Einsatz von EC-gesteuerten Ventilatoren energieeffizient und durch den zentralen Aufstellort einfach zu warten. Wenn diese zentrale Filteranlage nach dem elektrostatischen Prinzip arbeitet, ist die Energieeinsparung sogar noch höher.
Die elektrostatischen Luftfilteranlagen dienen zur Abscheidung von Ölnebel, Emulsionsnebel, Ölrauch, Schweißrauch, Dunst, Schwebeteilchen, oxidhaltigem Rauch sowie Aerosolen; damit sind die Filteranlagen für fast jedes Einsatzgebiet geeignet.
Wie die elektrostatischen Filteranlagen funktionieren
Die verschmutzte Luft mit den zu filternden Teilchen wird von der Filteranlage abgesaugt und zunächst durch den Ionisator geleitet. Hier sind Sprühelektroden gespannt, die mit 11.500 Volt aufgeladen werden. Die Teilchen passieren das elektrische Feld um die Elektroden und werden durch Ionenbeschuss elektrostatisch aufgeladen. Direkt im Anschluss durchläuft die Luft mit den jetzt aufgeladenen Teilchen das elektrische Feld des Kollektors.
An dieser Stelle werden die aufgeladenen Teilchen von den Kollektorplatten (65 Stück) abgeschieden. Die Kollektorplatten sind abwechselnd positiv geladen oder geerdet und ziehen nun das geladene Teilchen entweder an oder stoßen es in Richtung der geerdeten Platten ab. Das nun entladene Teilchen verbleibt an der Kollektorplatte. Die so abgeschiedene Flüssigkeit läuft an der Platte hinunter und wird über einen Siphon zur Entsorgung abgeleitet. Eine elektrostatische, doppelstufige Filteranlage mit einer Absaugleistung von 12.000 m³/h enthält zum Beispiel zwölf Kollektoren.
Auf einen Blick: Steuerungstechnik von Indusa
Die Indusa Anlagensteuerung ermöglicht eine aufeinander abgestimmte Filtration, Wärmerückgewinnung und Klimatisierung
- an den Bedarf angepasste Luftmengenregelung, zum Beispiel über Klappensteuerung oder Unterdrucksteuerung
- Wärmerückgewinnung und Filtration über gemeinsame Ventilatoren
- Steuerung und Visualisierung über Panel, Web und mobile Endgeräte
- Temperaturüberwachung der Rohrleitung, zur Branderkennung
- Maschinenschnittstellen für Signalaustausch und Sicherheitsabschaltung
- Energiemessung aller relevanten Größen
- komplette Anbindung an die Gebäudeleittechnik, inkl. Datenaustausch (OPC, BACnet)
- Filterüberwachung: Absaugleistung, Wartung, Fehlermeldung, Temperatur und weitere relevante Größen
- modularer Aufbau für spätere Erweiterungen
- Stahlbau inklusive Montage und Statik
- Installation der Maschinen- und Hallenabluftleitungen sowie der Zuluftverrohrung (Klimatisierung)
- bedarfsangepasste Mess- und Regeltechnik
Die vor- und nachgeschalteten Gewirkfilter dienen als Abscheider zum Schutz vor zu großen Partikeln oder Emulsions- beziehungsweise Öltropfen. Zusätzlich sorgen sie dafür, dass sich die Luft gleichmäßig in der Filteranlage verteilt. Die elektrostatische Filteranlage benötigt keine Filtereinsätze aus Schaumstoff oder Vlies und hat dadurch keine Barriere, die sich durch Schmutz zusetzen kann.
Das sind die Vorteile elektrostatischer Filteranlagen
Das bedeutet, dass die Leistung des Ventilators nie heraufgesetzt werden muss, um den Widerstand eines immer mehr verschmutzten Filtereinsatzes zu durchsaugen. Man kann also durch die Filtereinsätze durchschauen. Dieser erhebliche Vorteil gegenüber Filteranlagen, die nicht nach dem elektrostatischen Filterprinzip arbeiten, spiegelt sich im Stromverbrauch wider. Im Vergleich zu konventionellen mechanischen Filteranlagen ist der Druckverlust im Filtersystem gering, wodurch auch deutlich geringere Ventilatorleistungen benötigt werden.
Ein zusätzlicher positiver Effekt ist, dass bei elektrostatischen Filteranlagen keine verschmutzten Filtereinsätze anfallen, die entsorgt werden müssen. Die Reinigung der Kollektoren erfolgt mittels Hochdruckreiniger oder Ultraschallbad.
Die Absaugstellen werden über ein Rohrnetz aus öldichten Stahlrohren mit Bördeldichtungen verbunden. Die Rohrdurchmesser sind so auf die Luftmenge abgestimmt, dass sich möglichst wenig Schadstoffe im Rohrsystem absetzen. Die Rohrleitung endet dann an der Filteranlage.
Ein Klimagerät mit Wärmerückgewinnung kann nun noch aus der gereinigten Hallenluft Energie gewinnen. Ein Wärmetauscher entzieht der warmen, gereinigten Hallenluft vor der Abgabe nach draußen Wärmeenergie und gibt diese an die über die Wärmerückgewinnung angesaugte Frischluft wieder ab. Zusätzlich kann nun die Frischluft entsprechend den Anforderungen geheizt oder gekühlt und in die Halle geführt werden.
Zur Wärmerückgewinnung wird ein Kreuzstromwärmetauscher eingebaut. Die Höchstleckluftrate beträgt etwa 0,2 Prozent, so dass eine nahezu vollständige Trennung von Fort- und Zuluft gewährleistet ist (anders als bei einem Rotationswärmetauscher).
Je nach Erfordernis kann ein Teil der Luft als Umluft wieder in die Halle zurückgeführt werden. In Anlehnung an die Vorschriften bei raumlufttechnischen Anlagen ist der Frischluftanteil auf mindestens 30 Prozent festgeschrieben.
Die Außenluft wird im PLT-Gerät gefiltert (ISO ePM1), im Wärmetauscher vorgewärmt und über ein Heiz- und Kühlregister temperiert. Die Verteilung in der Werkshalle erfolgt über ein Rohr- oder Kanalnetz aus Spiralfalzrohren beziehungsweise Lüftungskanälen mit einstellbaren Deckenauslässen oder Luftschläuchen.
Visualisierung vereinfacht Bedienung
Über einen Schaltschrank mit Bedientableau erfolgt die Visualisierung. Hier können wichtige Parameter wie Luftmenge, Soll- und Zulufttemperatur sowie Temperaturgrenzen eingestellt werden. Fehler- und Wartungsmeldungen werden automatisch auf einem Farbdisplay angezeigt. Komfortfunktionen – wie eine außentemperaturabhängige Raumtemperatur oder jahreszeitlich angepasste Wertevorgaben – runden die Bedienung ab.
Bei einer angenommenen Abluftmenge der Maschinen von 8000 m³/h, einer angenommenen Hallengrundfläche von 20 x 20 Meter und einer Hallenhöhe von fünf Meter, ergibt sich ein mindestens vierfacher Luftwechsel pro Stunde. Die Filteranlage bringt die entsprechende Menge Luft als Frischluft in die Werkshalle. Dies führt – selbst im Mischbetrieb – zu einer deutlich reduzierten Belastung der Halle mit KSS-Dämpfen. Die Aerosole werden durch die Filteranlagen nahezu vollständig erfasst und abgeschieden, sodass diese als Quelle für Dämpfe wegfallen.
Quelle: Indusa Industrielle Umweltschutzanlagen GmbH
