Ein Druckluftbehälter wird nach drei Werten ausgelegt: der Liefermenge des Kompressors, der Differenz zwischen Aus- und Einschaltdruck und der Zahl der Anläufe pro Stunde, die er verträgt. Die übliche Formel lautet V = 0,25 × Q × p₀ / (f × Δp). Für einen Schraubenkompressor mit 1.700 l/min, 1 bar Schaltdifferenz und 60 Schaltspielen pro Stunde ergibt sie etwa 430 L, also einen Standardbehälter mit 500 L.
Wozu der Behälter dient
- Luft speichern, um Verbrauchsspitzen zu decken, ohne auf den Kompressor zu warten.
- Anläufe verringern. Ohne Reserve startet und stoppt der Kompressor ständig, was Motor und Schütze verschleisst.
- Den Netzdruck stabilisieren, damit die Werkzeuge mit gleichmässigem Druck arbeiten.
- Einen Teil des Wassers sammeln. Die Luft wird darin langsamer und kühlt ab: Das Wasser setzt sich am Boden ab und muss abgelassen werden.
Ein Behälter ersetzt keinen zu kleinen Kompressor. Liegt der Verbrauch lange über der Liefermenge, leert sich die Reserve und der Druck fällt trotzdem. Der Behälter ist ausserdem ein Druckgerät mit eigenen Prüfregeln: Sie stehen in unserem Ratgeber zu den Vorschriften für Druckluftbehälter.
Die Formel, Glied für Glied
V = 0,25 × Q × p₀ / (f × Δp)
- V: das Behältervolumen.
- Q: die Liefermenge des Kompressors als effektive Liefermenge (FAD), laut Datenblatt.
- p₀: der atmosphärische Druck, 1,013 bar. Das ist ein physikalischer Standardwert auf Meereshöhe.
- f: die maximal zulässige Zahl der Schaltspiele, also Anläufe, pro Stunde.
- Δp: die Schaltdifferenz zwischen Aus- und Einschaltdruck, in bar.
In der Praxis, mit Q in l/min und f in Schaltspielen pro Stunde, wird daraus: V (L) = 15 × Q × 1,013 / (f × Δp). Der Faktor 15 stammt aus der Umrechnung der Einheiten (0,25 × 60).
Woher kommt die 0,25? Der Kompressor füllt den Behälter mit dem Überschuss seiner Liefermenge über den Verbrauch, danach leert sich der Behälter im Takt des Verbrauchs. Die Rechnung zeigt: Die Schaltspiele folgen am dichtesten aufeinander, wenn die Werkstatt genau die Hälfte der Liefermenge verbraucht. Die 0,25 entspricht diesem ungünstigsten Fall: Der berechnete Behälter hält die Grenze der Anläufe bei jedem Verbrauch ein.
Unser Rechner für die Behältergrösse wendet diese Formel an. Seine Vorgabewerte sind Grössenordnungen: 1 bar Schaltdifferenz und 60 Schaltspiele pro Stunde für einen Schraubenkompressor, 2 bar und 20 Schaltspiele für einen Kolbenkompressor, der weniger Anläufe verträgt.
Beispiel 1, ein einzelner Schraubenkompressor
Ein S 110 liefert 1.700 l/min bei 8 bar. Er wird ohne Behälter geliefert. Mit 1 bar Schaltdifferenz und 60 Schaltspielen pro Stunde:
- 15 × 1.700 = 25.500
- 25.500 × 1,013 = 25.832
- 60 × 1 = 60
- 25.832 / 60 = 431 L, also ein Standardbehälter mit 500 L.
Verringern Sie die Schaltdifferenz für einen stabileren Druck auf 0,5 bar, verdoppelt sich das Volumen: 861 L, also 900 L. Die Schaltdifferenz ist die Einstellung mit dem grössten Einfluss.
Dieselbe Rechnung für die S-Serie, mit 1 bar Schaltdifferenz und 60 Schaltspielen pro Stunde:
| Modell | Liefermenge (Datenblatt) | Berechnetes Volumen | Standardbehälter |
|---|---|---|---|
| S 55 | 600 l/min bei 8 bar | 152 L | 200 L |
| S 75 | 1.100 l/min bei 8 bar | 279 L | 300 L |
| S 110 | 1.700 l/min bei 8 bar | 431 L | 500 L |
| S 150 | 2.200 l/min bei 8 bar | 558 L | 720 L |
| S 220 PM | 3.200 l/min bei 10 bar | 811 L | 900 L |
Beispiel 2, ein Kolbenkompressor
Der E 75 liefert 0,9 m³/min, also 900 l/min, mit einem integrierten Behälter von 180 L. Mit 2 bar Schaltdifferenz und 20 Schaltspielen pro Stunde ergibt die Formel 15 × 900 × 1,013 / (20 × 2) = 342 L.
Die Formel lässt sich auch umstellen, um die Schaltspiele zu berechnen, die ein bestimmter Behälter erzwingt: f = 15 × Q × 1,013 / (V × Δp). Mit dem Behälter von 180 L: 15 × 900 × 1,013 / (180 × 2) = etwa 38 Schaltspiele pro Stunde im ungünstigsten Fall.
Das passt zum vorgesehenen Einsatz eines Kolbenkompressors: Aussetzbetrieb mit Pausen. Wird die Druckluft einen grossen Teil des Tages gebraucht, ist nicht zuerst der Behälter zu vergrössern: Es ist ein Zeichen, dass ein Schraubenkompressor besser passt.
Beispiel 3, ein 4-in-1 mit integriertem Behälter
Die Kompressoren der K-Serie haben einen integrierten Behälter mit 420 L (K 75) oder 340 L (K 110 und K 150), dazu Trockner und Filtration. Sie arbeiten drehzahlgeregelt: Sinkt der Bedarf, läuft der Motor langsamer, statt abzuschalten, und es gibt deutlich weniger Anläufe, als die Formel annimmt. Der Behälter fängt weiterhin Spitzen ab und überbrückt die Zeiten, in denen der Verbrauch unter die Mindestdrehzahl fällt. Ziehen Ihre Werkzeuge Luft in starken Stössen, bleibt ein zusätzlicher Behälter im Netz sinnvoll.
Wann man grösser wählt
- Stossweiser Verbrauch oder Lackierplatz: Wählen Sie einen Behälter über dem berechneten Minimum.
- Geplante Erweiterung: Ein zusätzlicher Arbeitsplatz in zwei Jahren wird jetzt eingeplant.
- Sehr starke Spitze an einem Platz: Ein Pufferbehälter direkt an diesem Platz wird nach der Dauer des Luftstosses ausgelegt, wie in unserem Artikel zum Druckluftbehälter für optische Sortiermaschinen.
Ein grösserer Behälter erhöht den Energieverbrauch nicht: Er verringert die Anläufe und stabilisiert den Druck.
Den Behälter selbst wählen
- Druck: Sein zulässiger Höchstdruck muss über dem am Kompressor eingestellten Druck liegen. Für eine Maschine mit 13 bar nehmen Sie einen Behälter für 13 bar.
- Innenschutz: Ein verzinkter Behälter widersteht der Korrosion auch bei feuchter Eintrittsluft, ohne vorgeschalteten Trockner. Ein lackierter Stahlbehälter passt, wenn ein Trockner vor ihm sitzt.
- Aufstellung: möglichst nah am Kompressor, mit einem Kondensatablass am tiefsten Punkt, der Trockner nach dem Behälter.
Unsere Druckluftbehälter gibt es stehend mit 1.000 L, für 10 oder 13 bar, lackiert oder verzinkt, sowie liegend. Rechnen Sie mit dem Rechner für die Behältergrösse, oder lassen Sie den Konfigurator aus Ihren Werkzeugen ein Paket aus Kompressor, Behälter und Trockner vorschlagen. Bei einem bestehenden Netz nennen Sie den vorhandenen Behälter in Ihrer Angebotsanfrage.