{"id":16821,"date":"2020-06-04T08:45:25","date_gmt":"2020-06-04T06:45:25","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.wika.com\/de\/?p=16821&post_date=20200318100800"},"modified":"2021-09-29T09:46:52","modified_gmt":"2021-09-29T07:46:52","slug":"filterueberwachung-entscheidender-baustein-fuer-energieeffizienten-betrieb","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.wika.com\/de\/know-how\/filterueberwachung-entscheidender-baustein-fuer-energieeffizienten-betrieb\/","title":{"rendered":"Filter\u00fcberwachung: entscheidender Baustein f\u00fcr energieeffizienten Betrieb"},"content":{"rendered":"

Erfolgte der sorgsame Umgang mit der Ressource \u201eEnergie\u201c fr\u00fcher aus Kostengr\u00fcnden, kommt heute das gewachsene Umweltbewusstsein hinzu. Verbindlich wird das alles durch gesetzliche Vorgaben und den Stand der Technik. Wie eine kontinuierliche Filter\u00fcberwachung die Energieeffizienz einer Anlage entscheidend beeinflusst und Sie dabei unterst\u00fctzt, die gesetzlichen Vorgaben einzuhalten, dar\u00fcber lesen Sie in diesem Beitrag.<\/strong><\/p>\n\n

Vergleich Filter neu – Filter gebraucht<\/p><\/div>\n \n

Ob bei Luftfiltern in L\u00fcftungs- und Klimaanlagen, oder \u00d6lfiltern in Hydraulikkreisl\u00e4ufen, in beiden F\u00e4llen bewirkt eine anwachsende Verschmutzung des Filterelements einen steigenden Druckabfall. Um den Fluss des Mediums (Luft oder \u00d6l) konstant zu halten, muss der Ventilator bzw. die Pumpe mehr Leistung aufbringen. Der Energieverbrauch steigt. Eine Filter\u00fcberwachung signalisiert den steigenden Druckabfall \u00fcber ein verschmutztes Filterelement. Der Tausch eines belasteten Filters sichert den Fluss des Mediums und verhindert damit, dass sich der Energieverbrauch des Ventilators oder der Pumpe erh\u00f6ht.<\/span><\/p>\n

Rechtliche Grundlagen<\/h2>\n

Mit der Verabschiedung des Kyoto-Protokolls hat sich die Europ\u00e4ische Union bereits im Jahr 1997 verpflichtet, die CO2<\/span><\/sub>-Emission zu reduzieren. Um dieses Klimaziel zu erreichen, verabschiedete sie im Jahr 2005 die EuP-Richtlinie (Energy using Products-Directive). Diese wurde im Jahr 2009 in ErP-Richtlinie (Energy related Products-Directive) umbenannt \u2013 im Sprachgebrauch auch \u00d6kodesign-Richtlinie genannt.<\/p>\n\n

Druckmessger\u00e4t mit Schaltkontakt, Typ PGS21<\/p><\/div>\n \n

Hoher Widerstand – hoher Energieverbrauch\u00a0<\/h2>\n

Dass ein verschmutztes Filterelement dem Fluss eines Mediums einen h\u00f6heren Widerstand entgegensetzt, als ein neues, sauberes Element, ist leicht nachzuvollziehen. Physikalisch steigt der Druck im Zulauf (Filtereingang) dadurch an – was sehr gut mittels eines Druckmessger\u00e4tes \u00fcberwacht werden kann – und der Durchfluss reduziert sich. Da der ben\u00f6tigte Durchfluss vorgegeben ist, muss mehr Energie eingebracht werden, um die Drosselung im Filter auszugleichen.<\/p>\n\n

Kosten eines Filterwechsels<\/p><\/div>\n \n

Energetische vs. kostentechnische \u00dcberlegungen<\/h2>\n

Aus energetischer Sicht sollte bereits ein leicht verschmutzter Filter ausgetauscht werden. Dem steht entgegen, dass der Austausch Material- und Arbeitskosten erzeugt. Au\u00dferdem kann der Austausch nur drucklos und ohne Durchfluss erfolgen, weshalb die Maschine bzw. der Prozess angehalten werden muss. Auf Grundlage dieser \u00dcberlegungen ist klar, dass ein Austausch nach einer festen Einsatzzeit, so wie wir es z. B. vom j\u00e4hrlichen Motorservice eines PKWs kennen, keine optimale L\u00f6sung ist.\u00a0<\/p>\n

Kompromiss: Filter\u00fcberwachung\u00a0<\/h2>\n

Der Kompromiss ist ein akzeptabler Verschmutzungsgrad, also ein festgelegter maximaler Differenzdruck \u00fcber den Filter. \u00dcbliche Grenzwerte f\u00fcr den Differenzdruck (\u0394P) eines Hydraulikfilters liegen zwischen 1 bis 5 bar. In L\u00fcftungssystemen liegen die Grenzwerte zwischen 50 bis 5.000 Pa (0,5 bis 50 mbar). Die \u00dcberwachung des Druckabfalls spart Betriebskosten, da so der Austausch nahe am Erreichen der akzeptierten Verschmutzung des Filters erfolgt. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Filtertausch durch die kontinuierliche \u00dcberwachung, im Betriebsablauf eingeplant werden kann.<\/p>\n

Filter\u00fcberwachung durch Messung des Druckabfalls<\/h2>\n

Gemessen wird in jedem Fall der Druckabfall \u00fcber den Filter, also \u0394P zwischen Filtereingang und Ausgang. Dabei steigt der Druckverlust \u00fcber den Filter aber auch mit dem Volumenstrom. Die Bewertung des \u0394P als Verschmutzungsindikator des Filters darf also nur bei dem definierten Betriebszustand (Durchfluss und Mediumstemperatur) erfolgen. Bei Filtern f\u00fcr Fl\u00fcssigkeiten k\u00f6nnen \u00dcberschreitungen des \u0394P-Grenzwertes durch kurzzeitige Druckspitzen auftreten. Diese sind f\u00fcr mechanische Schalter aufgrund der Tr\u00e4gheit kein Thema. Bei Sensoren empfiehlt sich, in der elektronischen Auswertung (Steuerung), eine kurze Totzeit vorzusehen.<\/p>\n

Besonderheit: Filter\u00fcberwachung in Hydraulikkreisl\u00e4ufen<\/h2>\n

Eine Besonderheit bilden die R\u00fccklauffilter in einem Hydraulikkreis. Diese sitzen – wie der Name sagt – im R\u00fccklauf, direkt bevor das \u00d6l zur\u00fcck in den Tank flie\u00dft. Im Tank herrscht Umgebungsdruck (atmosph\u00e4rischer Druck). Damit steht auch am Filterausgang Umgebungsdruck an. Dies vereinfacht die \u00dcberwachung, da nun ein Relativdrucksensor die Messaufgabe \u00fcbernehmen kann. Dies wirkt sich g\u00fcnstig auf die Kosten der Filter\u00fcberwachung aus. Zum einen sind diese Drucksensoren preiswerter als Differenzdrucksensoren. Zum anderen erspart man sich die Druckleitung vom Filterausgang zum Niederdruckanschluss des \u0394P-Sensors. In Hydraulikkreisl\u00e4ufen ist eine Temperaturmessung des \u00d6ls unumg\u00e4nglich. Damit kann die hohe Viskosit\u00e4t des beim Start noch kalten Hydraulik\u00f6ls ber\u00fccksichtigt und so Falschmeldungen vermieden werden. Die Hydraulik\u00f6ltemperatur wird zur Steuerung des \u00d6lk\u00fchlers ben\u00f6tigt. Sie beeinflusst die Einsatzzeit des \u00d6ls ma\u00dfgeblich.<\/p>\n\n

\"Startviskosit\u00e4t,

Berechnung des \u00fcberh\u00f6hten Differenzdrucks aufgrund der hohen Viskosit\u00e4t kalten \u00d6ls<\/p><\/div>\n \n

\nTrend in der Filter\u00fcberwachung<\/h2>\n\n

Drucksensor A-1200 mit IO-Link<\/p><\/div>\n \n

Von \u201eVorbeugender Instandhaltung\u201c, \u00fcber \u201eIndustrie 4.0\u201c, bis hin zu IIoT-Cloud-L\u00f6sungen – \u00fcberall steht die Forderung nach Daten. Dies zeigt sich deutlich im Wandel von klassischen Messger\u00e4ten mit optischer Anzeige, hin zu elektrischen Sensoren mit analogem oder digitalem Ausgangssignal. Bei der \u00dcberwachung von Druckfiltern beobachten wir den Trend, den Differenzdrucksensor durch je einen Relativdrucksensor vor und nach dem Filter zu ersetzen. Damit erh\u00e4lt man sowohl den Systemdruck, als auch den Druck am Ausgang des Filters, was ein Differenzdrucksensor nicht bietet. Die Berechnung des Druckabfalls, die Differenzbildung beider Signale, erfolgt dann in der elektronischen Steuerung, im Edge-Computer oder in der Cloud.<\/p>\n

Hinweis<\/strong>
\nNeben\u00a0Drucksensoren zur Filter\u00fcberwachung\u00a0deckt das WIKA-Portfolio<\/a> alle relevanten Messgr\u00f6\u00dfen ab, die f\u00fcr das Steuern und Regeln der Betriebszust\u00e4nde einer Maschine oder Anlage n\u00f6tig sind. Weitere Applikationsbeispiele finden Sie auf unserer Webseite<\/a>\u00a0im Bereich Branchen.<\/p>\n

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\nSichere Filter\u00fcberwachung mit Differenzdruckmanometern<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Erfolgte der sorgsame Umgang mit der Ressource \u201eEnergie\u201c fr\u00fcher aus Kostengr\u00fcnden, kommt heute das gewachsene Umweltbewusstsein hinzu. Verbindlich wird das alles durch gesetzliche Vorgaben und den Stand der Technik. Wie eine kontinuierliche Filter\u00fcberwachung die Energieeffizienz einer Anlage entscheidend beeinflusst und Sie dabei unterst\u00fctzt, die gesetzlichen Vorgaben einzuhalten, dar\u00fcber lesen Sie in diesem Beitrag. 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