Druckluft-Fachbuch › Kapitel 4: Aufbereitung & Druckluftqualität › Membrantrockner und Verdichtungswärme
Kapitel 4 · Thema 4.5
Membrantrockner und Trockner mit Nutzung der Verdichtungswärme
Neben Kälte- und Adsorptionstrocknern gibt es zwei Sonderbauformen, die in ihrem Einsatzbereich unschlagbar sind. Der Membrantrockner ist der Spezialist für kleine Mengen direkt an der Verbrauchsstelle: kein Strom, keine beweglichen Teile, immer bereit. Der Trockner mit Nutzung der Verdichtungswärme ist das Gegenstück für große ölfreie Kompressoren: Er regeneriert mit der Wärme, die beim Verdichten ohnehin entsteht.
Die Richtwerte auf einen Blick
| Punkt | Membrantrockner | Trockner mit Verdichtungswärme |
|---|---|---|
| Einsatz | Endstellen, kleine Mengen bis ca. 1 m³/min | große ölfreie Kompressoren |
| Drucktaupunkt | bis etwa −20 °C | je nach Bauform ca. −25 °C, individuell auch tiefer |
| Energie | kein Strom, aber ca. 20 % Spülluft | keine Spülluft, nur wenig Strom für den Antrieb |
| Voraussetzung | Filter mit Kondensatableiter davor | Dauerbetrieb und ausreichend Kühlung am Nachkühler |
| Auslegung | Standardgeräte | meist projektspezifisch |
Der Membrantrockner: so funktioniert er
Im Membrantrockner steckt ein Bündel aus tausenden Hohlfasern. Die feuchte Druckluft strömt durch das Innere der Fasern. Wasserdampf kann durch die beschichtete Faserwand nach außen wandern, Luft kaum. Ein Teil der bereits getrockneten Luft wird entspannt, ist dadurch sehr trocken und umspült die Fasern von außen. Sie nimmt den Wasserdampf auf und wird als Spülluft abgeblasen. Flüssiges Kondensat fällt dabei nicht an.
Wichtig zu verstehen: Der Membrantrockner macht eine Taupunktabsenkung. Er senkt den Taupunkt der Luft, die in ihn hineinströmt. Wie weit, hängt vor allem von der Menge der Spülluft ab: Mehr Spülluft bedeutet trockenere Luft.
Wo der Membrantrockner seine Stärken ausspielt
- Endstellenaufbereitung: Eine einzelne Maschine braucht trockenere Luft als das übrige Netz, zum Beispiel eine Laserschneidanlage.
- Frostschutz: Pneumatisch betätigte Armaturen im Freien sollen nicht einfrieren.
- Seltener Bedarf: Es macht ihm nichts aus, wenn er ein halbes Jahr nichts zu tun hat. Wird er gebraucht, ist er sofort bereit.
Wird die trockene Luft nicht dauernd gebraucht, schließt ein Magnetventil die Spülluft, solange keine aufbereitete Luft benötigt wird. So lässt sich der Trockner mit dem Prozess synchronisieren. Inzwischen gibt es auch taupunktgesteuerte Membrantrockner, die den Drucktaupunkt messen und die Spülluft nach Bedarf anpassen.
Der Trockner mit Nutzung der Verdichtungswärme
Ölfreie Kompressoren geben die Druckluft sehr heiß ab. Genau diese Wärme nutzt dieser Trocknertyp: Die heiße Druckluft regeneriert das Trockenmittel, bevor sie im Nachkühler heruntergekühlt und anschließend getrocknet wird. Es geht dabei keine Druckluft als Spülluft verloren.
Eine verbreitete Bauform ist der Trommeltrockner: Das Trockenmittel sitzt in Kammern einer langsam drehenden Trommel. Während ein Teil der Trommel die Druckluft trocknet, wird ein anderer Teil mit der heißen Luft regeneriert. Strom braucht nur der Antrieb der Trommel. Solche Trockner erreichen etwa −25 °C Drucktaupunkt. Andere Bauformen werden meist individuell ausgelegt und können je nach Auslegung auch deutlich tiefere Drucktaupunkte erreichen.
Eingesetzt wird diese Technik praktisch nur bei ölfreien Kompressoren, denn die heiße Luft für die Regeneration sollte ölfrei sein.
Was passiert, wenn die Voraussetzungen nicht stimmen?
| Situation | Was passiert |
|---|---|
| Membrantrockner bekommt flüssiges Wasser oder Partikel | Das mag er nicht. Deshalb gehört immer ein Filter mit Kondensatableiter davor. |
| Membrantrockner für große Mengen oder sehr tiefe Taupunkte | Hier stößt er an seine Grenzen: über etwa 1 m³/min und unter −20 °C sind andere Trockner die bessere Wahl. |
| Verdichtungswärme-Trockner bei Kurzzeitbetrieb oder schlechter Auslastung | Es steht nicht genug Temperatur für die Regeneration bereit. Das schadet dem Trockenmittel. |
| Zu wenig oder zu warmes Kühlwasser am Nachkühler | Die Luft wird nicht weit genug heruntergekühlt, die Wasserlast wird nicht ausgetragen, und der Trockner schafft seinen Drucktaupunkt nicht. |
Passen Auslastung und Kühlung, läuft die Technik zuverlässig, sie ist ausgereift. Für Sonderfälle gibt es Lösungen mit Zuheizung, wenn die Temperatur nicht reicht. Weil es sich um große Industrieanlagen handelt, sollte die Auslegung immer projektspezifisch erfolgen.
So rechnest du: Was kostet die Spülluft eines Membrantrockners?
Der Membrantrockner braucht keinen Strom, aber seine Spülluft muss der Kompressor erzeugen. Mit einem Magnetventil, das die Spülluft nur dann freigibt, wenn trockene Luft gebraucht wird, lässt sich viel sparen.
Worauf du außerdem achten solltest
Die großen Bauarten
Für das ganze Netz sind Kälte- und Adsorptionstrockner der Standard.
→ AdsorptionstrocknerWelche Qualität brauchst du?
Der Drucktaupunkt deiner Anwendung entscheidet über den Trockner.
→ Qualitäts-AssistentKühlwasser für den Nachkühler
Ohne ausreichende Kühlung arbeitet ein Verdichtungswärme-Trockner nicht zuverlässig.
→ KühlwassersystemePraxistipp
Braucht nur eine Maschine trockenere Luft, musst du nicht das ganze Netz aufrüsten. Ein Membrantrockner direkt davor löst das Problem, und mit einem Magnetventil verbraucht er Spülluft nur dann, wenn die Maschine läuft.
Häufige Fragen
Wie funktioniert ein Membrantrockner?
Die Druckluft strömt durch Hohlfasern. Wasserdampf wandert durch die Faserwand nach außen und wird mit einem Teil der getrockneten Luft als Spülluft abgeblasen. Der Trockner braucht keinen Strom und hat keine beweglichen Teile.
Wie viel Spülluft braucht ein Membrantrockner?
Etwa 20 %, je nachdem, wie weit der Taupunkt abgesenkt werden soll. Mit einem Magnetventil oder einer Taupunktsteuerung wird Spülluft nur verbraucht, wenn sie gebraucht wird.
Wofür eignet sich ein Membrantrockner?
Für kleine Mengen bis etwa 1 m³/min direkt an der Verbrauchsstelle, zum Beispiel an Laserschneidanlagen oder für Armaturen im Freien, die nicht einfrieren sollen. Erreichbar sind Drucktaupunkte bis etwa −20 °C.
Was ist ein Trockner mit Nutzung der Verdichtungswärme?
Ein Trockner für ölfreie Kompressoren, der das Trockenmittel mit der heißen Druckluft aus dem Kompressor regeneriert. Er braucht keine Spülluft. Voraussetzung sind Dauerbetrieb und ein ausreichend gekühlter Nachkühler.
Roland Rau, Sachverständiger für Druckluft-Gesamtanlagen inkl. Peripherie (zertifiziert nach DIN EN ISO/IEC 17024), Geschäftsführer der Roland Rau Air-Expert GmbH. Mehr zum Autor
