Een persluchtketel dimensioneert u op drie waarden: het debiet van de compressor, het verschil tussen uitschakel- en inschakeldruk, en het aantal starts per uur dat de compressor verdraagt. De gangbare formule is V = 0,25 × Q × p₀ / (f × Δp). Voor een schroefcompressor van 1.700 l/min, met 1 bar drukverschil en 60 cycli per uur, geeft ze ongeveer 430 L, dus een standaardketel van 500 L.
Waarvoor de ketel dient
- Lucht opslaan om verbruikspieken te dekken zonder op de compressor te wachten.
- Starts spreiden. Zonder reserve start en stopt de compressor voortdurend, wat motor en contactoren slijt.
- De netdruk stabiliseren, zodat het gereedschap met een gelijkmatige druk werkt.
- Een deel van het water opvangen. De lucht vertraagt en koelt erin af: het water zakt naar de bodem, waar het moet worden afgetapt.
Een ketel vervangt geen te kleine compressor. Ligt het verbruik lang boven het debiet, dan loopt de reserve leeg en daalt de druk toch. De ketel is bovendien een drukapparaat met eigen keuringsregels: die staan in onze gids over de regelgeving voor persluchtketels.
De formule, term per term
V = 0,25 × Q × p₀ / (f × Δp)
- V: het volume van de ketel.
- Q: het debiet van de compressor, als vrije lucht (FAD), volgens de technische fiche.
- p₀: de atmosferische druk, 1,013 bar. Dat is een fysische standaardwaarde, op zeeniveau.
- f: het maximale aantal cycli, dus starts, per uur.
- Δp: het verschil tussen uitschakel- en inschakeldruk, in bar.
In de praktijk, met Q in l/min en f in cycli per uur, wordt de formule: V (L) = 15 × Q × 1,013 / (f × Δp). De factor 15 komt uit de omrekening van eenheden (0,25 × 60).
Waar komt die 0,25 vandaan? De compressor vult de ketel met het overschot van zijn debiet op het verbruik, daarna loopt de ketel leeg op het ritme van het verbruik. De berekening toont dat de cycli het dichtst op elkaar volgen als de werkplaats precies de helft van het debiet van de compressor verbruikt. De 0,25 hoort bij dat ongunstigste geval: de berekende ketel blijft binnen de startlimiet, wat het verbruik ook is.
Onze rekentool voor de grootte van de persluchtketel past deze formule toe. De standaardwaarden zijn grootteordes: 1 bar drukverschil en 60 cycli per uur voor een schroefcompressor, 2 bar en 20 cycli voor een zuigercompressor, die minder starts verdraagt.
Voorbeeld 1, een losse schroefcompressor
Een S 110 levert 1.700 l/min bij 8 bar. Hij wordt geleverd zonder ketel. Met 1 bar drukverschil en 60 cycli per uur:
- 15 × 1.700 = 25.500
- 25.500 × 1,013 = 25.832
- 60 × 1 = 60
- 25.832 / 60 = 431 L, dus een standaardketel van 500 L.
Verkleint u het drukverschil tot 0,5 bar voor een stabielere druk, dan verdubbelt het volume: 861 L, dus 900 L. Het drukverschil is de instelling die het zwaarst doorweegt.
Dezelfde berekening voor de S-serie, met 1 bar drukverschil en 60 cycli per uur:
| Model | Debiet (technische fiche) | Berekend volume | Standaardketel |
|---|---|---|---|
| S 55 | 600 l/min bij 8 bar | 152 L | 200 L |
| S 75 | 1.100 l/min bij 8 bar | 279 L | 300 L |
| S 110 | 1.700 l/min bij 8 bar | 431 L | 500 L |
| S 150 | 2.200 l/min bij 8 bar | 558 L | 720 L |
| S 220 PM | 3.200 l/min bij 10 bar | 811 L | 900 L |
Voorbeeld 2, een zuigercompressor
De E 75 levert 0,9 m³/min, dus 900 l/min, met een ingebouwde ketel van 180 L. Met 2 bar drukverschil en 20 cycli per uur geeft de formule 15 × 900 × 1,013 / (20 × 2) = 342 L.
U kunt de formule ook omdraaien om de cycli te berekenen die een bepaalde ketel oplegt: f = 15 × Q × 1,013 / (V × Δp). Met de ketel van 180 L: 15 × 900 × 1,013 / (180 × 2) = ongeveer 38 cycli per uur in het ongunstigste geval.
Dat past bij het voorziene gebruik van een zuigercompressor: onderbroken werking, met pauzes. Wordt de lucht een groot deel van de dag gebruikt, dan vergroot u niet eerst de ketel: het is een teken dat een schroefcompressor beter past.
Voorbeeld 3, een 4-in-1 met ingebouwde ketel
De compressoren van de K-serie hebben een ingebouwde ketel van 420 L (K 75) of 340 L (K 110 en K 150), samen met droger en filtratie. Ze werken met variabel toerental: daalt de vraag, dan draait de motor trager in plaats van te stoppen, en er zijn veel minder starts dan de formule veronderstelt. De ketel blijft nodig voor pieken en voor de periodes waarin het verbruik onder het minimumtoerental zakt. Verbruikt uw gereedschap lucht in sterke stoten, dan blijft een extra ketel op het net nuttig.
Wanneer groter kiezen
- Stootsgewijs verbruik of een spuitpost: kies een ketel boven het berekende minimum.
- Geplande uitbreiding: een extra werkpost binnen twee jaar voorziet u nu al.
- Zeer sterke piek op één post: een buffervat vlak bij die post berekent u op de duur van de stoot, zoals in ons artikel over een buffervat voor een optische sorteermachine.
Een grotere ketel doet niet meer energie verbruiken: hij spreidt de starts en stabiliseert de druk.
De ketel zelf kiezen
- De druk: de maximale druk van de ketel moet hoger liggen dan de druk die op de compressor is ingesteld. Voor een machine van 13 bar neemt u een ketel van 13 bar.
- De binnenbescherming: een verzinkte ketel weerstaat corrosie ook als de lucht vochtig binnenkomt, zonder droger ervoor. Een ketel in gelakt staal past als er een droger vóór staat.
- De plaats: zo dicht mogelijk bij de compressor, met een condensaftapper op het laagste punt en de droger na de ketel.
Onze luchtketels bestaan als verticale ketel van 1.000 L, voor 10 of 13 bar, gelakt of verzinkt, en als horizontale ketel. Reken het na met de rekentool voor de ketelgrootte, of laat de configurator een geheel van compressor, ketel en droger voorstellen op basis van uw gereedschap. Bij een bestaand net vermeldt u de huidige ketel in uw offerteaanvraag.