Vakuum in der Holzbearbeitung – Teil 4

Unsere kleine Serie „Vakuum in der Holzbearbeitung“ möchten wir mit dem heutigen Artikel abschließen. Dabei steht der Gedanke einer Zentralisierung der Vakuumversorgung für einen ganzen Betrieb im Vordergrund. Eine zentrale Vakuumversorgung kann immer dann sinnvoll sein, wenn mehrere Bearbeitungsmaschinen mit Vakuum spannen. Dabei werden die einzelnen Vakuumpumpen direkt an den Bearbeitungsmaschinen entfernt. und diese durch ein Rohrleitungsnetz mit einem Vakuumsystem verbunden, das außerhalb der Produktion in einem separaten Raum aufgestellt werden kann.

Ob eine Vakuumzentralanlage (Abb. 1) für einen holzbearbeitenden Betrieb sinnvoll ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab:


Die Vorteile einer zentralen Vakuumversorgung gegenüber einer dezentralen Vakuumerzeugung mit Vakuumpumpen direkt an den Bearbeitungsmaschinen sind:

Blick in die Praxis

Bei der Anschaffung einer Bearbeitungsmaschine werden meist eine oder, beispielsweise bei zwei Bearbeitungstischen, zwei Vakuumpumpen mitgeliefert. Diese sind von der Leistung her auf den maximalen Bedarf ausgelegt und verfügen in aller Regel über zusätzliche Leistungsreserven. Je nach verwendetem Material, Werkstücken und Bearbeitungszeiten kann eine solche Vakuumpumpe überdimensioniert sein. Hat ein Betrieb mehrere Bearbeitungsmaschinen mit beispielsweise insgesamt 15 Vakuumpumpen in Betrieb, die im Drei-Schicht-Betrieb 24 Stunden pro Tag durchlaufen, entsteht ein nicht unerheblicher Energieaufwand alleine für die betriebliche Vakuumversorgung. Hier ein Beispiel: 15 Vakuumpumpen mit je 5,5 kW verbrauchen bei 24-Stunden-Betrieb 1.980 Kilowattstunden. Bei einem Strompreis von 0,10 Euro/kW/h ergeben sich daraus tägliche Stromkosten von knapp 200 Euro. Bei 220 Arbeitstagen pro Jahr beziffern sich die Stromkosten auf 43.560 Euro. Die eigentlichen Spannzeiten, an denen Vakuum tatsächlich gebraucht wird, machen nur einen Bruchteil der Betriebszeit aus. Was wiederum bedeutet, dass in der Praxis Vakuumpumpen oft ungenutzt in Betrieb sind. Bei wartungsintensiven Vakuumpumpen, beispielsweise bei trockenlaufenden Drehschieber-Vakuumpumpen, verkürzen sich dadurch die Wartungsintervalle für den Schieberaustausch, was wiederum die Betriebskosten erhöht. – vermeidbare Kosten für den Betrieb einer Vakuumpumpe, deren Leistung nicht permanent in Anspruch genommen wird.

Zentrale Vakuumversorgung

Bei der zentralen Vakuumversorgung entfallen die einzelnen Vakuumpumpen an den Bearbeitungszentren. Die Bearbeitungszentren sind über ein Rohrleitungsnetz an ein zentrales Vakuumsystem angeschlossen. Bei der Auslegung eines solchen Vakuumsystems wird man feststellen, dass man mit wesentlich weniger Vakuumpumpen auskommt. Oft kann die Anzahl der Vakuumpumpen im Vergleich zur dezentralen Vakuumerzeugung halbiert werden.

Energieeffizienz

Durch die geringere Anzahl der Vakuumpumpen arbeitet eine zentrale Vakuumversorgung wesentlich energieeffizienter als bei Einzelaufstellung der Vakuumpumpen direkt an den Bearbeitungsmaschinen. Die Steuerung eines solchen Vakuumsystems ist so aufgebaut, dass automatisch nur so viele Pumpen in Betrieb sind, wie notwenig sind, um das momentan notwendige Saugvermögen beziehungsweise Vakuumniveau zu generieren. Das heißt, die Leistung des Vakuumsystems passt sich dem tatsächlichen Bedarf an. Außerdem werden die einzelnen Vakuumpumpen abwechselnd betrieben, so dass alle die gleiche Betriebszeit aufweisen. Das Rohrleitungsnetz vom Vakuumsystem bis zu den Bearbeitungsmaschinen kann als Vakuumpuffer dienen, was bedeutet, dass dies stets evakuiert ist. Dies hat den Vorteil, dass das zum Spannen notwendige Vakuum sofort nach dem Öffnen des Ventils an der Spannvorrichtung anliegt. Die Praxis zeigt, dass selbst bei einer generell kleineren Anzahl von Vakuumpumpen in einem solchen zentralisierten Vakuumsystem nicht alle permanent in Betrieb sind, was eine weitere Energieeinsparung ermöglicht. In aller Regel werden für solche Vakuumsysteme MINK Klauen-Vakuumpumpen verbaut. Diese können mit frequenzgeregelten Motoren ausgerüstet werden, die eine noch feinere Abstimmung der Leistung erlauben und somit nochmals Energie einsparen.

Zuverlässigkeit

Eine zentrale Vakuumversorgung verspricht höchste Betriebssicherheit. Sollte eine Vakuumpumpe ausfallen hat dies auf den Bearbeitungsprozess keinerlei Auswirkung, da die verbleibenden Vakuumpumpen durch die Steuerung dementsprechend mehr Leistung erbringen. Auch größere Leckagen können auf diese Weise überbrückt werden.

Wartung

MINK Klauen-Vakuumpumpen arbeiten weitestgehend wartungsfrei. Der Wechsel des Getriebeöls kann während der Betriebszeit vorgenommen werden. Der Monteur braucht dabei die Produktionsräume nicht zu betreten. Er kann direkt am Vakuumsystem eine Vakuumpumpe ausschalten und den Getriebeölwechsel vornehmen ohne das die Leistung der Vakuumanlage in dieser Zeit beeinträchtigt wird.

Nutzung von Abwärme

Durch die Konzentration aller Vakuumerzeuger in einem Raum lässt sich die Abwärme der Vakuumpumpen leicht nutzen. Dies kann durch die einfache Einspeisung der Abluft in ein Heizungs- oder Warmwassersystem oder durch die Umwandlung der Wärmeenergie in einem Wärmetauscher geschehen. Auch in diesem Fall kommt es auf die individuellen Bedingungen vor Ort an, eine möglichst effektive Lösung zu finden.

Zusammenfassung

Die Zentralisierung der Vakuumversorgung erfordert einige grundsätzliche Abwägungen. Den teilweise drastischen Einsparungen an Energiekosten oder generellen Betriebskosten sind die Investitionskosten gegenüberzustellen. Die Kosten für das eigentliche zentrale Vakuumsystem können reduziert werden, indem eventuell bereits vorhandene MINK Klauen-Vakuumpumpen verbaut werden. Ausschlaggebend für die Kosten des Rohrleitungsnetzes sind maßgeblich die örtlichen und baulichen Gegebenheiten. Auch hier gilt: Nur durch die Beratung eines ausgewiesenen Vakuumexperten ist eine technisch optimale und wirtschaftlich effiziente Lösung zu realisieren. Die Firma Busch Vacuum Solutions verfügt beim Bau von zentralen Vakuumsystemen weltweit über jahrzehntelange Erfahrung und kann viele Referenzen auf diesem Gebiet vorweisen.