Bild 1: Fräswerkstatt mit einem Ölnebelabscheider auf jeder Maschine.
Bei der Metallzerspanung werden Schmiermitteldämpfe, Rauch und Gase frei. Die Emissionen müssen weitestgehend abgefangen werden, aus Rücksicht auf die Gesundheit der Mitarbeiter und die Raumhygiene. Das bietet ein großes Potenzial für TGA-Planer und -Anlagenbauer.
Kompakt informieren
Bei der Öl- und Emulsionsnebelabscheidung an spanenden Werkzeugmaschinen konkurrieren zwei Systeme: die Einzel- und die Zentralabsaugung. Die dezentrale Lösung macht ein Luftkanalnetz mit langen Abluftkanälen überflüssig und lässt beliebige Erweiterungen zu. Vorteilhaft ist ferner die hohe Verfügbarkeit.
Bei der Zentralabscheidung droht die Verfettung langer Kanalstrecken; das gebietet die Verwendung von Vorabscheidern an den einzelnen Werkzeugmaschinen. Gleichwohl sind bei einem großen Maschinenpark die Investitionskosten oft geringer als bei der Einzelabsaugung.
Alle Systeme können mit mechanischen X-Cyclone-Abscheidern mit selbstreinigenden Eigenschaften betrieben werden. Sie sind flammendurchschlagsicher und werden bei extremen Anforderungen an die Lufthygiene mit Schwebstoff- oder Elektrofiltern kombiniert.
Für spanende und umformende Metallverarbeiter liefert die Industrie hocheffiziente Öl- und Emulsionsnebelabscheider. Sie sind bei Bedarf in der Lage, luftgetragene Mikropartikel selbst im Nanobereich zuverlässig zu entfernen. Die kompakten Abscheider werden entweder jeder Maschine zugeordnet (Stand-Alone-Verfahren) oder der Maschinenbetreiber entscheidet sich für eine Zentralabsaugung mit einem Sammelkanal und einem endständigen Zentralabscheider.
„Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile“, betont Tamàs Szegfü, Vertriebsleiter beim schwäbischen Luftreiniger-Produzenten Rentschler Reven in Sersheim. „Die Einzelabsaugung an jeder Maschine ist energiesparend, weil nur die Abscheider der laufenden Maschinen in Betrieb sind. Und fällt eine Maschine bzw. Absaugeinrichtung aus oder muss gewartet werden, wird nicht der ganze Betrieb unterbrochen.“
Moderne Einzelabscheider arbeiten mit einem hohen Wirkungsgrad, sodass die gereinigte Luft wieder in die Halle entlassen werden kann (1). Ein Luftkanalnetz entfällt. Bei einer Umstrukturierung der Produktion oder bei Inbetriebnahme zusätzlicher Werkzeugmaschine muss kein Kanalnetz angepasst und anschließend neu einreguliert werden.
Kanalführung oft schwierig
Die Alternative zur Einzelabsaugung ist die die Gruppenabsaugung der Aerosolnebel mit einem endständigen Luftreiniger im Sammel-Abluftkanal. Ein Kanalnetz verbindet also die einzelnen Werkzeugmaschinen mit dem Zentralgerät (3). Aus baulichen Gründen ist die Realisierung oft schwierig, weil die Medienversorgung, Kranbahnen, Brücken- und Konsolkräne die Kanalführung erschweren.
Ferner sind wasser- und nichtwassermischbare Kühlschmiermittel mit getrennten Systemen abzusaugen. Auch für die Trockenbearbeitung ist ein separater Abluftstrang erforderlich. Szegfü: „Je mehr Absaugstellen vorhanden sind, desto komplizierter ist auch die Justierung der Luftmengen.“
Bei großen zentralen Anlagen sind nicht selten bis zu 200 m lange Abluftkanäle vorhanden. In diesen Strängen sammelt sich mit der Zeit oft ölhaltiges Kondensat an und bildet eine gefährliche Brandlast. Bei einem Luftkanalbrand – ausgelöst beispielsweise durch einen Werkzeugbruch – wirkt dann den Abluftstrang wie eine Lunte, die das ganze Gebäude anstecken kann. Feuerschutzklappen können das nicht verhindern, weil sie im verfetteten Zustand nicht dicht schließen.
Reven-Sprecher Szegfü empfiehlt daher für jede Maschine einen Vorabscheider gleich nach der Absaugstelle: „Ohne Vorabscheidung können in langen Sammelkanälen bis zu 1000 l (!) Kondensat anfallen. Dadurch entsteht auch die Gefahr, dass der Kanal durch die Gewichtszunahme durchhängt oder gar abstürzt.
Je mehr Absaugstellen bei Zentralsystemen vorhanden sind, desto komplizierter ist auch die Justierung der Luftmengen. Wird bei einer Umstrukturierung der Produktion oder bei der Inbetriebnahme zusätzlicher Werkzeugmaschine das Kanalnetz verändert, muss es anschließend komplett neu einreguliert werden. Moderne Einzelabscheider arbeiten mit einem hohen Wirkungsgrad, sodass die gereinigte Luft wieder in die Halle entlassen werden kann
Bild: Erfurth & Braunholz
Prüfzeichen beachten
Vorabscheider an Werkzeugmaschinen müssen flammendurchschlagsfest sein (2), um bei einem Ereignis an einem Bearbeitungszentrum eine folgenschwere Kettenreaktion auszuschließen. So etwas verlangt die Norm DIN EN 16 282 für Großküchen, da es hier immer wieder zu Fettbränden kommt. Szegfü zur TGA-Redaktion: „Auch Fachplaner für die industrielle Luftreinigung orientieren sich oft an diesem Regelwerk.“ Ein DIN-Prüfzeichen garantiert dem Betreiber, dass bei einem Schmierölbrand oder einer Ölnebelverpuffung das Feuer nicht in den Luftkanal überschlägt (Flashover). Einfache Prallbleche erfüllen diese Anforderung nicht; sie sind allenfalls flammhemmend.
Kommen im Arbeitsraum einer spanenden Werkzeugmaschine Metallfeinstäube und Luft in einem kritischen Verhältnis zusammen – beispielsweise bei der Trockenbearbeitung von Aluminium – kann es ebenfalls zu einem Staubbrand oder einer Verpuffung kommen. Ein durchschlagssicherer Vorabscheider kann das verhindern.
Die zentralen Lösungen arbeiten normalerweise im Fortluftbetrieb; das heißt, die Reinluft wird ins Freie entlassen. Im Gegenzug muss das gleiche Volumen an Außenluft in die Halle eingebracht werden. Um Zugerscheinungen vorzubeugen, ist im Winterbetrieb die kalte Außenluft auf mindestens 18 °C vorzuwärmen. Eine Wärmerückgewinnung ist deshalb eine sinnvolle Investition. Sie ist bei raumlufttechnischen Anlagen mit einem Zuluftvolumenstrom von mehr als 4000 m3/h vom Gesetzgeber über die EnEV1) (bzw. das ablösende Gebäudeenergiegesetz) ohnehin vorgeschrieben. Die Wärmerückgewinnung kann die Anlagekosten freilich deutlich verteuern. Gleichwohl sagt eine Faustregel: Ab einer Luftmenge von 25 000 m3/h ist die zentrale Anlagentechnik kostengünstiger als Stand-alone-Lösungen.
Bild: Reven
Bild 2: Die Vorabscheider halten den Sammelkanal weitgehend ölfrei.
Variable Gerätebestückung
Beide Anlage-Varianten sowie die Vorabscheider nutzen bei den Lösungen von Reven die Vorteile mechanischer X-Cyclone-Abscheideelemente, die sich von selbst reinigen und weitgehend wartungsfrei sind. Die Geräte werden objektspezifisch mit den Abscheideelementen, die sich werkzeugfrei austauschen lassen, bestückt.
Bei extremen Anforderungen an die Luftreinheit werden die X-Cyclone-Module um ein Schwebstoff- oder Elektrofilter ergänzt. Szegfü: „Die immer dünnflüssiger werdenden Kühlschmierstoffe erzeugen lungengängige Aerosolnebel im Nanobreich und machen abgestimmte Filter- bzw. Abscheider-Kombinationen notwendig.“Peter Göhringer, pg relations, Wissembourg (Elsass)
1) EnEV § 15 Abs. 5: „Werden [raumlufttechnische] Anlagen [die für einen Volumenstrom der Zuluft von wenigstens 4000 Kubikmeter je Stunde ausgelegt sind] in Gebäude sowie bei der Erneuerung von Zentralgeräten oder Luftkanalsystemen solcher Anlagen nach Absatz 1 Satz 1 in Gebäude eingebaut oder Zentralgeräte solcher Anlagen erneuert, müssen diese mit einer Einrichtung zur Wärmerückgewinnung ausgestattet sein.“
Bild: Reven
Bild 3: Gruppenabsaugung mit Sammelkanal und Zentralabscheider.
Kontakt zum Anbieter
Rentschler Reven
74372 Sersheim
Telefon (0 70 42) 37 30
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