DGUV Information 209-200: Absauganlagen Konzeption, Plan ... / 3.8.6 Anwendung der Steuerung oder Regelung

Damit eine Absauganlage ihre Aufgaben erfüllen kann, müssen die einzelnen Komponenten so kombiniert werden, dass ein Zusammenspiel entsteht. Ziel der Absauganlage ist es, den Luftvolumenstrom in den projektierten Bereichen zu halten. Bei einfachen Absauganlagen mit einem Verbraucher (Erfassungsstelle) kann diese Aufgabe leicht erfüllt werden.

Abb. 3.8.15

Schema einer einfachen Absaugung

Abbildung 3.8.15 zeigt das Beispiel einer einfachen Absaugung ohne Regelung. Die Steuerung fährt den Ventilator hoch. Außerdem überwacht sie den Differenzdruck am Filter und gibt einen optischen Alarm beim Verlassen der festgelegten Grenzen.

Die Steuerung sorgt für die Verteilung des Gesamtvolumenstroms auf die Erfassungsstellen.

Aus der Nutzung der Anlage ergeben sich eine Vielzahl von Fragen, die vor der Auswahl und Implementierung der Steuerung geklärt sein müssen:

• Welche Volumenströme benötigen die einzelnen Erfassungsstellen?
• Welche Absaugstellen werden gleichzeitig betrieben?
• Welches ist der maximale Volumenstrom, den die Anlage liefern muss?
• Welches ist der minimale Volumenstrom, bei dem die Anlage betrieben werden kann?
• Welche minimalen Luftgeschwindigkeiten sollen in den Luftleitungen eingehalten werden?
• Wie schnell müssen die Volumenströme an den Erfassungsstellen zur Verfügung stehen?
• In welchem Rahmen dürfen die Volumenströme schwanken?

Hieraus ergeben sich die Anforderungen an die Steuerung oder Regelung.

In dem in Abbildung 3.8.16 dargestellten Beispiel muss die Sammelleitung (L1) die Volumenströme der Erfassungsstellen 1-3 aufnehmen. Die Leitung wird dementsprechend dimensioniert. Wird nur die Erfassungsstelle 1 verwendet, sind die Klappe 2 und 3 geschlossen. Der Volumenstrom in L1 wird dabei sehr klein. Damit wird die Strömungsgeschwindigkeit in L1 unter Umständen für einen ablagerungsfreien Transport zu klein. Dann ist eine andere Anordnung der Luftleitungen nötig. Alternativ kann über eine sogenannte Bypass- oder auch Beiluft-Klappe ein ausreichender Luftvolumenstrom und damit die Mindestströmungsgeschwindigkeit sichergestellt werden.

Abb. 3.8.16

Schema einer komplexen Absaugung

Abb. 3.8.17

Beispiel einer bedarfsabhängigen Steuerung

Abb. 3.8.18

Beispiel einer kontinuierlichen Regelung

Abbildung 3.8.17 zeigt in der Ventilator-Kennlinienschar, wie über festgelegte Drehzahlsprünge ein weitgehend konstanter Druck auch bei wechselnder Last erreicht werden kann. Im Programm einer SPS-Steuerung sind mehrere Drehzahlen fest vorgegeben. In Abhängigkeit vom aktuellen Luftbedarf wird die passende Drehzahl vom Programm ermittelt und über die Ansteuerung des Frequenzumformers am Motor angefahren.

Abbildung 3.8.18 zeigt das Beispiel einer kontinuierlichen Regelung. Hier wirkt ein geschlossener Regelkreis, der den Druck in einer Lüftungsleitung im einem begrenzten Volumenstrombereich, dem Arbeitsbereich, durch Drehzahländerung des Ventilators konstant hält.

Der Arbeitsbereich ist begrenzt durch minimale (Ziffer 1 in Abbildung 3.8.18) und maximale (Ziffer 2 in Abbildung 3.8.18) Drehzahl des Ventilators. Wird die maximale Drehzahl erreicht, vermindert sich der Druck in der Lüftungsleitung mit zunehmendem Volumenstrom entsprechend der Ventilator-Kennlinie.

Auch für diesen Einsatz sind genaue Kenntnisse der Anforderungen an die Anlage und des Kennlinienfelds des Ventilators erforderlich. Wird die Regelung nur genutzt, um den Volumenstrom bei zunehmender Belegung eines Filters konstant zu halten, wird nur ein eher geringer Teil des Arbeitsbereichs genutzt. Sollen jedoch stark wechselnde Anforderungen an den Volumenstrom ausgeregelt werden, wenn zum Beispiel Schieber regelmäßig geöffnet und geschlossen werden, müssen auch dynamische Vorgänge berücksichtigt werden.

Das Öffnen oder Schließen eines Schiebers kommt, je nach Art des Schiebers, einer Sprungfunktion nahe (siehe Abbildung 3.8.4 auf Seite 68). Die Reaktionszeiten des Systems müssen berücksichtigt werden, um Schwingungen zu vermeiden.

Absauganlagen werden in der Regel als Maßnahme zur Erfüllung der Gefahrstoffverordnung eingesetzt. Damit diese Maßnahme dauerhaft wirksam ist, muss der Anlagenzustand überwacht werden.