Belüftungstrockner Anlauf, Bild: Giebel Filtec

Ein Belüftungstrockner ist sinnvoll, wenn die hydraulische Antriebseinheit bestimmten Bedingungen ausgesetzt ist. Hierzu gehören eine relative Luftfeuchte ab etwa 70% rF oder eine erhöhte Temperatur ab etwa 25°C sowie eine Temperaturschwankung, die häufig in den Taupunktbereich führt. Bild: Giebel Filtec

In einem Wasserkraftwerk aus dem Jahr 1974 werden zur Turbinenschmierung jeweils Hydraulikaggregate mit einem Volumen von 500 Liter eingesetzt. Befüllt mit einem biologisch abbaubaren Hydrauliköl sind diese Anlagen im Dauereinsatz und versorgen die Turbinen mit Öl. Diese Ölumlaufschmierungen bewegen das Öl im Kreislauf und besitzen damit kaum Pendelbewegungen zur Umgebungsluft. Dennoch ist die Gefahr der Kontamination durch Schmutz und Wasser hoch.

Insbesondere die eingesetzten synthetischen Ester sind extrem Hydrolyse gefährdet und zersetzen sich bei Wasserzutritt. Für einen nachhaltigen Einsatz und lange Wartungsintervalle muss damit der Zutritt von Wasser, auch in Form von Luftfeuchtigkeit, vermieden werden.

Wasserzutritt und Kondensation

Belüftungstrockner, Bild: Giebel Filtec
Belüftungstrockner, Bild: Giebel Filtec

In zahlreichen Studien sowie in der Praxis wurde aufgezeigt, dass der Wasserzutritt unter anderem durch den Luftfilter stattfindet. Während Spritzwasser durch Prozessanpassungen ausgeschlossen beziehungsweise vermieden wird, kann das Wasser durch den Luftfilter in Form von Luftfeuchtigkeit ungehindert in den Tank gelangen.

Im Wasserkraftwerk herrscht eine Luftfeuchte von etwa 70% rF und eine durchschnittliche Temperatur von 18°C. Damit hat die Luft 10,7 g Wasser pro 1m³ gebunden.

Wird diese Luft in den Tank gesaugt oder diffundiert sie über den eigenen Stoffaustausch hinein, kann das Bioöl diese Wassermoleküle aufnehmen und binden. Ein weiterer Aspekt ist die Kondensation aufgrund von Taupunktunterschreitungen. Kühlt die Raumtemperatur abends ab und unterschreitet 12,4 °C wird sich die Luftfeuchtigkeit im Tank verflüssigen und als Tröpfchen an den Tankinnenwänden ablagern. Mit zunehmender Tröpfchengröße fließt dieses Wasser ins Öl.

In diesem Beispiel reicht ein Absenken der Temperatur um nur 7,6 °C aus. Im nicht temperierten Gebäude kann eine solche Temperaturänderung alleine durch die fehlende Sonneneinstrahlung im Tag-Nacht-Rhythmus verursacht werden.

Schutz durch Entfeuchtung

Diagramm 1mit, Bild: Giebel Filtec
Veränderung des Taupunkts und unterschiedlicher Feuchtegehalt der Luft mit Belüftungstrockner. Bild: Giebel Filtec

Um die Turbinenversorgung dauerhaft sicherzustellen und Ausfälle durch verunreinigtes Fluid zu vermeiden, wurde die Tankbelüftung optimiert. Ein Belüftungstrockner ist für solche Anwendungsfälle optimal geeignet. Während Schmutzpartikel ab einer Größe 3 µm abgeschieden werden, kommt der Effekt der vollständigen Lufttrocknung hinzu.

So wurde auf jedem Hydrauliktank ein Giebel Adsorber der Baureihe Vario PA montiert. Ausgelegt an das Tankvolumen wird die einströmende Luft auf anfangs 2% rF (durchschnittlich 10% rF) entfeuchtet. Zudem schützen diese Adsorber einen Hydrauliktank ohne große Pendelbewegungen - beispielsweise Ölumlaufschmierungen - zusätzlich vor unnötigem Kontakt mit der Umgebungsluft und verlängern damit die Wartungsintervalle erheblich.

Durch den Belüftungstrockner wird die in den Tank eingesaugte Wassermenge auf 1,7g/m³ reduziert. Dieser sehr geringe Wert wird zudem erst bei der Unterschreitung von -12,5°C kondensieren. Das bedeutet, dass das Wasserkraftwerk für Bioöl gute Bedingung im Tank geschaffen hat, die der Hydrolyse entgegenwirken.

Grafik ohne 2, Bild: Giebel Filtec
Veränderung des Taupunkts und unterschiedlicher Feuchtegehalt der Luft ohne Belüftungstrockner. Bild: Giebel Filtec

Unabhängig, welche Isolierung oder Temperierung das Gebäude in Zukunft besitzen wird: Um das Bioöl jetzt mit Wasser aus der Luft zu verunreinigen, muss die Raumtemperatur um etwa 25°C absinken. Diese Differenz ist jedoch im mitteleuropäischen Raum eher selten und zudem wäre dann die Menge des in den Tank eindringenden Wassers deutlich geringer.

Funktionsprinzip Belüftungstrocknung

Um der Luft das Wasser zu entziehen, wird im Belüftungstrockner eine stark hydrophile Substanz eingesetzt. In den meisten Fällen wird Silicagel verwendet. Dieser synthetisch hergestellte feinporige Feststoff besteht zu 99% aus amorphem Siliziumdioxid. Es zieht polare Stoffe sehr stark an und bindet sie. Aufgrund des günstigen Preises ist Silicagel eines der am häufigsten verwendeten Trockenmittel im Bereich der Lufttrocknung. Es kann bis zu 40 Gew.-% an Wasser aufnehmen. Chemische Zusätze - zum Beispiel Eisensalz - können den Sättigungsgrad des Wassers durch eine Farbänderung anzeigen.

Belüftungstrockner halten Öle trocken

Absorber, Bild: Giebel Filtec
Chemische Zusätze - zum Beispiel Eisensalze - können den Sättigungsgrad des Wassers durch eine Farbänderung anzeigen. Bild: Giebel Filtec

Ist der Einsatz von Belüftungstrocknern sinnvoll? Ja, wenn die hydraulische Antriebseinheit bestimmten Bedingungen ausgesetzt ist. Hierzu gehören, wie beim Beispiel des Wasserkraftwerks, eine relative Luftfeuchte ab etwa 70% rF oder eine erhöhte Temperatur ab etwa 25°C sowie eine Temperaturschwankung, die häufig in den Taupunktbereich führt. Sollte dieser Wert bei etwa 10 °C liegen, wird Kondenswasser in den meisten Fällen zur Kontamination der hydraulischen Druckflüssigkeit führen.

Ebenso mit einem klaren „Ja“ zu beantworten ist der Einsatz von Belüftungstrocknern auf hydraulischen Systemen, die mit einem stark hydrophilen Öl genutzt werden. Dazu gehören beispielsweise synthetische Ester.

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