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Content Manager Benutzerhandbuch

Energiesparprogramm Ver.3

EMC-ESPM-06A-DE

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Copyright©SMC Corporation. SMC Corporation ist Inhaber sämtlicher Rechte an dieser Software oder Teile dessen einschließlich des geistigen Eigentums. Diese Rechte umfassen auch aktualisierte und überarbeitete Versionen. DAS KOPIEREN, VERTEILEN UND DEKOMPILIEREN DIESER SOFTWARE UNTERLIEGT DER GENEHMIGUNG DES RECHTEINHABERS. Programmversion: Ver.3 Dokumentversion: EMC-ESPM-06A-DE Veröffentlichung: Februar 2006

Lesen Sie die Sicherheitsvorschriften und -Hinweise in den Produktkatalogen, bevor Sie die in dieser Software behandelten Produkte betreiben.

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Inhalt

1. Menüübersicht………………………………............. 4

2. Persönliche Einstellungen und weitere Funktionen ………..............................…..... 5 2.1 Einheiten umrechnen 2.2 Verlauf Referenz 2.3 Währungseinstellung 2.4 Spracheinstellung und Produktauswahl nach Region 2.5 Hilfe

3. Drucken…………………………………………….….. 9

4. Pneumatik-Grundberechnungen ………………… 10 4.1 Luftfeuchtigkeitsberechnung 4.2 Kondensatmengenberechnung 4.3 Zustandsänderung der Druckluft 4.4 Durchflussvolumen und Wirkleitwert 4.5 Zusammengesetzter Wirkleitwert 4.6 Füll- und Leerzeit des Druckbehälters berechnen 4.7 Luftverbrauch 4.8 Wirkleitwert ermitteln

5. Energiesparen in der Fertigung ………………… .17 5.1 Druckluftkosten 5.2 Kompressorleistung 5.3 Energieumwandlung 5.4 Druckabfall in der Hauptleitung 5.5 Max. Durchfluss 5.6 Druckluftleitungsberechnung 5.7 Leck-Kosten 5.8 Luftverbrauch von Düsen 5.9 Wirk-Diagramme von Düsen

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5.10 Auswahl des Gebläseanschlusses 5.11 Leitungen mit mehreren Blasdüsen

6. Modellauswahl …………………………………....… 24 6.1 Reglerauswahl 6.2 Auswahl Druckverstärker 6.3 Auswahl Druckbehälter 6.4 Auswahl Lufttrockner 6.5 Auswahl Nachkühler 6.6 Auswahl Luftfilter

7. Sonstige Berechnungen ………………………… .. 28 7.1 Berechnungen Gase / Flüssigkeiten / Dampf

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1. Menüübersicht Das Energiesparprogramm Ver.3 ist in folgende Abschnitte unterteilt: Pneumatik-Grundberechnungen, Energiesparen in der Fertigung, Modellauswahl und Sonstige Berechnungen. Die meisten dieser Berechnungen können einzeln verwendet werden, einige sind untereinander verknüpft.

Luftfeuchtigkeitsberechnung Kondensatmengenberechnung Zustandsänderung der Luft Durchflussvolumen und

Wirkleitwert

Füllen und Leeren des Druckbehälters

Luftverbrauch Wirkleitwert ermitteln

Druckluftkosten Kompressorleistung Energieumwandlung Druckabfall der Hauptleitung Empfohlene

Höchstdurchflussmenge in der Hauptleitung

Druckluftdurchfluss in den Leitungen

Leck-Kosten Luftverbrauch von Düsen Wirk-Diagramme von

Düsen Luftverbrauch von Düsen Leitung mit mehreren

Blasdüsen

Nachkühler Druckluftbehälter Lufttrockner

Reglerauswahl Auswahl Druckverstärker

Durchflussberechnung Gase,

Flüssigkeiten und Dampf Kühlmittelleitungsnetz

Mithilfe dieser Berechnungen können Sie die Theorie hinter dem Energiesparen in greifbare Zahlen umwandeln: l/min, €, %, … werden Ihnen helfen kosteneffektive Pneumatiksysteme zusammenzustellen und Sie auf mögliche Verbesserungen Ihrer bestehenden Systeme hinweisen. Mit der aktuellen Version unserer Software sind Sie in der Lage, die Entwicklung von Druck und Durchflussmenge über die gesamte Leitungslänge oder während des Füllens eines Druckbehälters zu berechnen und zu simulieren. Zusätzlich ermöglicht ESP Ver.3 die Vereinfachung sonstiger Berechnungen:

1. Umrechnung von Einheiten 2. Durchflussberechnung für Gase, Flüssigkeiten und Dampf 3. Modellauswahl

Pneumatik

Grund-

berech-

nungen

Energie-

sparen

in der

Fertigung

Modell-

auswahl

Sonstige

Berechnungen

Energiesparprogramm

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2. Persönliche Einstellungen und weitere Funktionen In diesem Kapitel erfahren Sie, wie Sie persönliche Einstellungen vornehmen und wie Sie die weiteren Funktionen unten rechts im Hauptmenü nutzen können.

2.1 Einheiten umrechnen Um Einheiten umzurechnen, wählen Sie in der Liste links ein Einheitssystem aus und geben Sie anschließend den Eingabewert ein. Drücken Sie Enter. Während Sie Berechnungen durchführen, können Sie jederzeit Einheiten durch einfaches Klicken auf die Einheit umrechnen.

Einheiten umrechnen

Verlauf Referenz

Währungseinstellung

Spracheinstellung

Hilfe

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2.2 Verlauf Referenz Mit Verlauf Referenz können Sie frühere in ESP Ver.3 gespeicherte Berechnungen erneut laden. Um gespeicherte Dateien einfach finden zu können, müssen Sie den Modulnamen und den Detailmodulnamen kennen. Im folgenden Beispiel wurde eine Druckbehälterauswahl unter dem Namen “tankselection.H52” gespeichert. Um diese Datei erneut zu öffnen, wählen wir Modellauswahl und Druckluftbehälter aus der jeweiligen Liste und wählen den Ordner, in dem die Datei gespeichert wurde. Markieren Sie die Datei und klicken Sie auf OK. 2.3 Währungseinstellung Das Programm berechnet die Druckluft- und Leckagekosten in Euro, Pfund, Yuan (China), Yen (Japan) und Won (Korea). Die voreingestellte Währung ist EURO, Sie können jedoch auch eine andere Währung als Voreinstellung wählen. Sub-Währungen und Umrechnungen unterliegen Veränderungen. Der Vorgabewert lautet KEUR oder Tausend Euro. Im folgenden Beispiel fügen wir eine neue Sub-Währung hinzu und legen einen neuen Umrechnungsfaktor fest. Gehen Sie zuerst auf Hinzufügen. Geben Sie die neue Sub-Währung und den neuen Umrechnungsfaktor Hundert statt Tausend ein. Klicken Sie auf Aktualisieren, die neuen Einstellungen zu speichern.

Ergebnis!

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2.4 Spracheinstellung und Produktauswahl nach Region Dieses Programm ist in Englisch, Deutsch, Italienisch, Französisch, Spanisch, Chinesisch, Koreanisch und Japanisch erhältlich. Wenn Sie dieses Programm das erste Mal öffnen, ist Englisch als Spracheinstellung gewählt. Sie können die Spracheinstellung durch Auswählen einer neuen Standardsprache und durch Klicken auf OK ändern.

Um die Sprachen Chinesisch, Koreanisch und Japanisch nutzen zu können, müssen die entsprechenden Alphabete auf Ihrem Computer installiert sein. Eine weitere interessante Einstellung in diesem Fenster ist die Produktauswahl nach Region in der Schaltfläche im unteren Teile des Fensters. Aufgrund der Einschränkungen auf den europäischen, asiatischen und amerikanischen Märkten ist die gesamte Produkt- und Optionenpalette nicht in allen Ländern erhältlich. Nur die Produkte aus dem Katalog Best Pneumatics bzw. die, die den europäischen Standards entsprechen, sind in der Datenbank für Europa enthalten. Es folgt eine Tabelle mit den Produkten und Optionen, die vom europäischen Markt ausgeschlossen sind:

Elektromagnetventile

Nachkühler

Lufttrockner

Prozessventile

Druckbehälter

VP31 VEX3

VZ200/400

HAA

IDF IDU

IDF_E IDU_E

ID

VXR VXP VXF VXD

(Flanschgrößen)

VBAT

AT

Die vom europäischen Markt ausgeschlossenen Produkte sind trotzdem verfügbar, wenn Sie in der Produktauswahl nach Region eine andere Region wählen.

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2.5 Hilfe Unter Hilfe finden Sie die folgenden Informationen in acht Sprachen:

Warnungen im Abschnitt Vor Gebrauch

Menü- und Optionsüberblick innerhalb der Funktionseinstellungen Liste der Nachgerüsteten Elemente in Ver.3

In der Datenbank Registrierte Modelle

Glossar Hilfsdokumente

Die Informationen in den Hilfsdokumenten wurden nicht in die üblichen vier europäischen Sprachen übersetzt. Sie sind nur auf Englisch verfügbar. In diesem Abschnitt finden Sie Gleichungen und Standards, die Sie als Richtlinien für Ihre Berechnungen verwenden können.

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3. Drucken Um die Ergebnisse Ihrer Berechnungen zu drucken, klicken Sie auf Drucken und geben Sie die benötigten Daten ein (keine zwingende Eingabe);

1. Titel des Projektes 2. Ersteller oder Ihr Name 3. Datum 4. Kommentar

Die Eingabedaten sind im Bericht enthalten, ebenso die aktuelle Uhrzeit und das aktuelle Datum. Falls Sie eine Vorschau des Berichts auf dem Bildschirm wünschen, klicken Sie auf Vorschau oder aber Sie drucken den Bericht sofort aus. Klicken Sie dazu auf die Schaltfläche Drucken. Die Druckereinstellungen können unter Einstellung geändert werden. Wenn Sie einen Bericht im elektronischen Format versenden möchten, benutzen Sie die Option HTML-Export und nicht Speichern, da gespeicherte Dateien nur mit ESP Ver.3 geöffnet werden können.

Gehen Sie auf HTML-Export, wählen Sie einen Ordner in Ihrem Laufwerk und geben Sie die Namen für Verzeichnis und Datei ein. Ein neuer Ordner wird erstellt, in dem sich eine HTML-Datei befindet, die per E-Mail versendet werden kann.

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4. Pneumatik Grundberechnungen 4.1 Luftfeuchtigkeitsberechnung Die Berechnung der Feuchtigkeit in der Druckluft ist sehr aufwendig, da als Richtwerte zahlreiche Größen, numerische Tabellen und Diagramme vorhanden sind. Deshalb empfehlen wir dafür ein Rechenprogramm zu verwenden. ESP Ver.3 berechnet folgende Größen: absolute Feuchtigkeit, relative Feuchtigkeit, Druck-Taupunkt (*) und Druck-Taupunkt (**) für einen gegebenen Druck- und Temperaturwert. (*) Taupunkt bei atmosphärischem Druck (**) Taupunkt bei gegebenem Druck

4.2 Kondensatmengenberechnung Kondensat ist die Feuchtigkeit, die vom gasförmigen in den flüssigen Zustand übergeht, wenn durch einen Temperaturabfall der gesättigte Zustand überschritten wird. Vorausgesetzt, Sie kennen die Feuchtigkeit in Zustand 1 und 2, kann die Software die Kondensatmenge berechnen, die aufgrund von Änderungen der Bedingungen erzeugt wird. Die Software hilft Ihnen bei der Berechnung der Kondensatmenge in Ihren Leitungen und weist Sie auf die Wichtigkeit von trockener Druckluft in Ihrem pneumatischen System hin. Wenn Feuchtigkeit in der Druckluft als Kondenswasser Tropfen bildet, können die Anlagen und Leitungen rosten und Fehlfunktionen, erhöhte Leckagen und vergeudete Druckluft sind die Folgen. Mit anderen Worten: Energieverschwendung! Deshalb ist die Beseitigung von Feuchtigkeit ein wichtiger Bestandteil der Wartungsarbeiten an einem pneumatischen System. Prüfen Sie Kondensatablässe- und Wasserabscheider in Ihrer Hauptleitung. 4.3 Zustandsänderung der Druckluft Eine Zustandsänderung der Druckluft erfolgt durch Verdichtung oder Ausdehnung. Vorausgesetzt, Sie kennen Druck, Volumen oder Temperatur im Ausgangszustand (Zustand 1), können Sie diese Größen im Endzustand (Zustand 2) errechnen. Zunächst müssen Sie bestimmen, wie diese Zustandsänderung zustande kommt:

- Bei konstantem Volumen - Bei konstantem Druck - Bei konstanter Temperatur - Adiabatische Zustandsänderung (*)

Der Faktor für Druckluft beträgt 1,4, ändert sich jedoch je nach Gas. (*) Die adiabatische Zustandsänderung verändert Änderungen in Druck und Volumen, ohne dass es dabei zu einem Wärmeaustausch mit dem Gas kommt. Diese Änderung geht sehr schnell vonstatten.

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4.4 Durchflussvolumen und Wirkleitwert Die Werte für die vier nachstehend aufgeführten Parameter können durch Klicken auf den jeweiligen Parameter angezeigt werden:

Bei Klick auf Durchflussmenge berechnet ESP Ver.3 den Durchfluss bei verschiedenen Betriebsdrücken (P1 und P2), vorausgesetzt, Sie kennen entweder den Leitwert oder den Effektiven Querschnitt der Pneumatikkomponente und die Lufttemperatur. Klicken Sie auf Berechnung Starten, wenn Sie mit der Berechnung beginnen wollen. Die Software zeigt die Durchflusseigenschaften und die Durchflussmenge (Q) an. Diese Eigenschaften helfen Ihnen bei:

a. der Auswahl von Modell und Baugröße b. der Wahl der optimalen Benutzerparameter c. der Feststellung der gedrosselten Durchflussmenge oder der

maximalen Durchflussmenge d. der Reduzierung von Druckverlust

Für jede SMC-Komponente können die Größen Leitwert (C), Kritisches Druckverhältnis (b) und Effektiver Querschnitt angezeigt werden. Klicken Sie auf die Pfeiltaste der Auswahlliste neben Leitwert und klicken Sie auf Wirkleitwert ermitteln. Dadurch öffnet sich die Produktdatenbank.

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Beachten Sie, dass die Durchflusswerte in SMC-Katalogen unter folgenden Bedingungen berechnet wurden: P1 = 0,6MPa P2 = 0,5Mpa T = 20ºC

Von nun an können Sie die reellen Durchflusswerte für jede Druckbedingung auf der Grundlage des Leitwerts und kritischen Druckverhältnisses berechnen. 4.5 Zusammengesetzter Wirkleitwert Druckluftsysteme bestehen aus verschiedenen Komponenten wie zum Beispiel Ventile, Fittinge und Leitungen. Wenn wir nun die Gesamtkapazität eines Leitungssystems aus der Kombination der Werte der einzelnen Komponenten ermitteln, ist es ganz einfach, den Durchfluss, den Druckabfall und weitere Werte zu berechnen. Wählen Sie den Konfigurationstyp aus der Anschlussart (Reihe oder Parallel) und der Anzahl aus. Geben Sie entweder den Leitwert (C) und das kritische Druckverhältnis (b) oder den effektiven Querschnitt jedes Elements ein. Wenn Sie SMC-Komponenten verwenden, sind die Leitwerte in der Datenbank

gespeichert und können durch Klicken auf angewählt und in die Wirkleitwertermittlung eingegeben werden. Für Komponenten, die nicht in der Liste aufgeführt sind, oder wenn der Leitwert unbekannt ist, können Sie Berechnung für Durchflussvolumen und Wirkleitwert anwenden, um den Leitwert ausgehend von der Durchflussmenge und vom Druck zu ermitteln. Für das unten stehende Beispiel haben wir eine Konfiguration mit drei in Reihe installierten Elemente verwendet:

Modell 1: SY3140*-****-01 1 Stk. aus Modell 2: TU0212 2 m Modell 3: KQ2D04-00 1 Stk. aus

Wir haben die Funktion Wirkleitwert ermitteln verwendet , um jeweils den Leitwert und das Kritische Druckverhältnis festzustellen. Klicken Sie auf Berechnung Starten, wenn Sie mit der Berechnung beginnen wollen.

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Der Gesamtwert für Leitwert und Effektiver Querschnitt wird auf der linken Seite angezeigt.

Über die Funktionen Durchflussmenge und Wirkleitwert können die Gesamtergebnisse in Durchfluss (l/min) umgerechnet und die Durchflusseigenschaften für jede beliebige Konfiguration von Elementen dargestellt werden. 4.6 Füll- und Leerzeit des Druckbehälters berechnen Haben Sie sich schon ein Mal gefragt, wie lange es dauert, einen Druckbehälter von 0,2MPa auf 0,35MPa zu füllen? Oder den Druckausgleich zwischen zwei Behältern bei unterschiedlichen Drücken mit unterschiedlichem Volumen herzustellen? Bisher mussten für Antworten auf diese und andere Fragen vor Ort zahllose Testserien oder langwierige Berechnungen durchgeführt werden. Nun können Sie mit Hilfe dieser Software Zeit und Druckeigenschaften solcher Änderungen in zwei Zuständen kalkulieren: isotherm und adiabatisch Durch Eingabe des Drucks und des Volumens des bzw. der verwendeten Behälter, bietet das Programm Ihnen die Möglichkeit folgende Werte zu berechnen:

� Füllzeit � Leerzeit � Druckausgleich und Dauer bis zum Druckausgleich � Optimieren Sie die Leistung Ihres Kompressors

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Die Eingabe der notwendigen Informationen und die Interpretation der Resultate bedürfen keiner weiteren Erklärung, deshalb fahren wir mit dem nächsten Kapitel fort. 4.7 Luftverbrauch Der Luftverbrauch für die verschiedenen SMC-Produkte wie Zylinder, Schwenkantriebe, Greifer und Blasdüsen kann berechnet werden. Anhand des folgenden Beispiels sollen diese Berechnungsmethoden leichter verständlich gemacht werden. Wählen Sie die Art des Antriebs: doppelt oder einfach wirkend, doppelte oder einfache Kolbenstange, … und geben Sie dann den Kolbenstangendurchmesser, den Kolbendurchmesser und den Hub ein. Wenn Sie SMC-Antriebe verwenden, können diese Angaben, wie bereits erwähnt, automatisch durch Anwählen von Serie und Modell aus der Liste geladen werden. Auf der rechten Seite des Bildschirms werden Sie gebeten, folgende Daten einzugeben:

1. Temperatur der Druckluft, normalerweise 20ºC. 2. Antriebs-Nr. bzw. wie oft der Antrieb, den Sie konfigurieren möchten sich

in der Anwendung wiederholt.. 3. Anzahl der Zyklen

Im folgenden Beispiel wird der Luftverbrauch eines Systems mit drei C55-Zylindern nach 10 Zyklen berechnet. Zunächst wird die Ausführung der Serie C55 mit Ø50mm aus der Liste angewählt, das Programm lädt dann automatisch Kolbendurchmesser und Kolbenstangendurchmesser. Nun werden Hublänge, Temperatur, Antriebs-Nr. und Anzahl der Zyklen eingegeben. Die Eingabe des Systems wird durch die erforderlichen Angaben zur Leitungen auf der Zylinderkopfseite und der Zylinderdeckelseite abgeschlossen.

Drücken Sie Berechnung starten. Der Luftverbrauch des Systems wird in der nächsten Bildschirmanzeige dargestellt: 52,543dm3(ANR). Die Kosten können

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ebenfalls angezeigt werden; dazu müssen Sie nur die reellen Druckluftkosten eingeben. Diese Kalkulation ermöglicht Ihnen die Schätzung des gesamten Durchflusses innerhalb der Anlage, Anwendung oder sogar für einen Prozess, vorausgesetzt Sie kennen die installierten Pneumatikkomponenten. Im nun folgenden Beispiel werden wir zudem den Luftverbrauch eines Antriebs bei unterschiedlichen Drücken während des Antriebszyklus und des Nicht-Antriebszyklus prüfen und vergleichen:

Zylinder-Bauart: Doppelt wirkend / eine Kolbenstange, Zylinder: Serie C95, Kolbendurchmesser Ø100mm und Hublänge 1500mm Antriebs-Nr: 1 Stk. Anzahl der Zyklen: 60 Zyklen

Betriebs-druck

Luftverbrauch

Fall a)

Ohne getrennte Druckregulierung

0,5MPa

8100dm

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Antriebszyklus: Ausfahren

0,5MPa

Fall b) Nicht-Antriebszyklus: Einfahren

0,35MPa

7046dm3

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4.8 Wirkleitwert ermitteln Von dieser Option aus ist eine umfassende Datenbank für SMC-Komponenten mit folgendem Inhalt zugänglich: Leitwert (C), Kritisches Druckverhältnis (b) und Effektiver Querschnitt (S). Eine bestimmte Bestellbezeichnung können Sie durch Klicken auf Bestellbezeichnung und durch Auswählen aus der Liste suchen lassen. Wenn Sie nicht wissen, welche Ventilserie und welche Anschlussgröße Sie verwenden sollen, können Sie sich von der Software helfen lassen.

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5. Energiesparen in der Fertigung 5.1 Druckluftkosten Um die Druckluftkosten berechnen zu können, ist es notwendig die laufenden Kosten der pneumatischen Ausstattung in Ihrem Unternehmen zu kennen. Im folgenden Kapitel werden die Schritte zur Berechnung der Druckluftkosten in Tausend €/m3 erläutert [Kosten / abgelassenes Druckluftvolumen]

1. Sie können die Stromkosten (Tausend €/Jahr) berechnen, indem Sie die Rechnungen des vergangenen Jahres prüfen und folgende Daten notieren:

a. Wie viel Energie verbraucht der Kompressorraum im Verlauf eines Jahres? b. Was kostet eine Kilowattstunde in Ihrem Unternehmen?

2. Es ist nicht einfach den Luftverbrauch in Erfahrung zu bringen.

Heutzutage können moderne Kompressoren die Betriebsdaten aufzeichnen:

a. Durchflussmenge b. Kompressor-Betriebszeit Wenn dies nicht der Fall ist, müssen Sie andere Methoden anwenden. Um beispielsweise den Wert für b) herauszufinden, können Sie die Anzahl der Produktionsstunden schätzen und einen Prozentsatz an Betriebsstunden für jeden einzelnen Kompressor ableiten.

3. Kompressor-Betriebskosten 4. Wartungskosten 5. Wertminderung des Kompressors

5.2 Kompressorleistung Das Programm berechnet die theoretische Leistungsaufnahme von kolbenbetriebenen Turborotationskompressoren während einer adiabatischen Verdichtung. Diese Ergebnisse sind nur als Richtwerte anzusehen, für genauere Daten wenden Sie sich an den Kompressorhersteller.

1. Zahl der Kompressoren Achten Sie darauf, inwieweit die Erhöhung der Kompressorenzahl den

Wirkungsgrad der Gesamtverdichtung beeinflusst.

2. Spezifische Wärmekennzahl Bei Druckluft immer 1,4. Dies ist der Standardwert.

3. Verdichtungsdruck oder Kompressor-Ausgangsdruck. Das Programm

ermöglicht einen einfachen Vergleich des Verbrauchs für verschiedene

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Verdichtungsdrücke und das einfache Feststellen der Kosten einer Verdichtungsdruckerhöhung.

4. Ansaugdruck oder Kompressor-Eingangsdruck.

Dieser Wert beträgt 0MPa, wenn die Umgebungsluft verwendet wird.

5. Ansaugmenge Durchfluss beim Ansaugen der Umgebungsluft.

Die Theoretische Luftleistung geteilt durch den Wirkungsgrad ergibt die Nennleistung des Kompressors bzw. die Motorleistung. Die Durchflussmenge des Kompressors kann anhand der Tabelle oben rechts geschätzt werden. Die Durchflussmenge beträgt z.B. rund 2,2m3/min bei Verwendung eines Kompressors mit einer Nennleistung von 15Kw. 5.3 Energieumwandlung Die Berechnungen dieses Kapitels können verwendet werden, um den Luft- und Stromverbrauch in Werte umzurechnen, die festgelegt wurden, um den Einfluss der Emissionen auf die Umwelt zu messen. Außerdem können diese Angaben als Nachweis der Einhaltung der Norm ISO1400 und für eventuelle Steuervergünstigungen benutzt werden.

1. Wärmemenge 2. Rohöl 3. CO2-Ausstoß

Umrechnungsfaktoren erhalten Sie bei Ihrem Stromversorger. 5.4 Druckabfall in der Hauptleitung Das Programm berechnet den Standarddruckabfall, der durch Reibung der Luft und die Innenwände der Leitungen verursacht wird. Es kann des Weiteren zur Überprüfung von Druckabfall einer gegebenen Leitung zur Suche nach Lecks oder zur Feststellung, ob der Druck am Leitungsausgang bei erhöhter Druckluftnachfrage ausreichend ist, verwendet werden. Wenn der Druckabfall sehr hoch ist, wird von der Software die unten stehende Meldung ausgegeben. Um zur Strömung im Unterschallbereich zurückzukehren, ist der Anschlussdurchmesser zu erhöhen oder die Länge der Leitung zu vermindern, um Reibung und Druckverluste zu reduzieren.

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Das Stahlrohr basiert auf SGP, einem häufig verwendeten Standard für Stahlrohre in Japan, der in Europa jedoch kaum verwendet wird. Alternativ können Sie den Innendurchmesser der Leitung im zweiten Feld eingeben und das erste überspringen. 5.5 Max. Durchfluss Es ist nun auch möglich, die max. Durchflussmenge nach Richtwerten des US-amerikanischen Compressed Air Gas Institute zu kalkulieren. Dafür wurde ein Druckabfall von 10% und 5% zugrunde gelegt; in den Hilfsdateien der ESP Ver.3 finden Sie weitere Informationen. 5.6 Druckluftleitungsberechnung Um die gesamte Fertigung mit Druckluft zu versorgen, sind Leitungsabzweigungen und -zusammenführungen notwendig. Die Software ist ebenfalls in der Lage, Drücke und Durchflussmengen bei Verzweigungen in zwei oder mehreren Leitungen zu berechnen. Druckabfälle durch Verbiegen oder Übergänge in andere Systembereiche können nicht berücksichtigt werden. Im Beispiel soll der Druck an allen Endpunkten eines Leitungssystems bestimmt werden.

Drücken Sie Eingabewerte, um Daten einzugeben, der Eingangsdruck beträgt 0,9MPa.

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Verwenden Sie “,” und nicht “.”, da Sie sonst eine Meldung in Englisch erhalten: “0.8 is not a valid floating point” (kein gültiger Eingabewert) Klicken Sie auf Eingabe gleicher Durchmesser und geben Sie die Leitungsgröße ein; die Länge aller Leitungen ein: SGP50A, 30m. Überprüfen Sie alle Angaben durch Klicken auf Kontrolle und klicken Sie auf beide Schaltflächen Wechseln, um Ihre Auswahl zu laden. Der Durchfluss an den Ausgängen (von links) beträgt 20m3/min (ANR), 5m3/min

(ANR) und 5m3/min (ANR). Vergessen Sie nicht, zur Bestätigung auf zu klicken.

Gehen Sie auf Berechnung starten und die Ergebnisse werden auf dem Bildschirm angezeigt: 0,331MPa, 0,54MPa und 0,534MPa 5.7 Leck-Kosten Die Kosten eines Lecks in einem Rohr, einem Schlauch, einer Verbindung oder einer Druckluftkomponente können berechnet werden. Lecks können durch Risse in den Dichtungen und Leitungen, mangelhaften Anschluss der Fittinge oder nicht geprüfte Gebläseausgänge auftreten. Zuerst werden Sie nach dem Bereich gefragt, an dem die Leckage auftritt; dies kann auf drei verschiedene Arten erfolgen:

1. Leck-Durchmesser [mm] 2. Querschnitt [mm2] 3. Leitwert [dm3/(s·bar)]

Um den Durchfluss zu berechnen, ist die Eingabe des Eingangsdrucks erforderlich. Zusätzlich ist zur umfassenden Darstellung der Druckluftleckage, die Dauer in Stunden/Tag und Tage/Jahr, in der Druckluft aus dem Leck austritt einzugeben. Geben Sie abschließend den Preis (€/m3) ein, der in der Kalkulation der Druckluftkosten berechnet wurde.

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Drücken Sie Berechnung starten. Während der Leckage-Überprüfung einer Maschine nach Betriebsschluss wurde erkannt, dass aus zwei Leitungen Druckluft austritt, obwohl das System nicht betrieben wird. Ein weiteres Leck wurde am Abstreifer des Zylinders Ø100mm entdeckt. Durchmesser der Leitung: Ø4mm Querschnitt der Öffnung am Abstreifer: ≈0,1mm2 Der einzige Regler wurde auf 0,5MPa eingestellt Leckagemenge pro Tag: 2*1172,6 +9,3= 2.354,5 m3/Tag Kosten pro Tag (0,03€/m3) = 70,64 €/Tag Durch Einbau eines automatischen Abschaltsystems kann der Verlust durch diese Leckage unter Kontrolle gebracht werden. 5.8 Luftverbrauch von Düsen Dieses Tool ist für die Konfiguration einer Gebläseanwendung äußerst hilfreich. Es dient der Optimierung des Blasdrucks und der Reduzierung des Luftverbrauchs für gute Produktionsergebnisse. Das Programm kann anhand von drei der folgenden Parameter den vierten berechnen:

1. Düsendurchmesser (d) 2. Einstelldruck (P0) 3. Abstand zum Werkstück (L) 4. Wirkdruck oder Druck auf der Oberfläche des Werkstücks (Pw)

Die Düsenart, einfach oder rohrförmig, ist abhängig von der Entfernung der Druckeinstellung P0 von der Düse. Bei einer einfachen Düse wird der Druckregler neben der Düse installiert, während der Regler bei einer Rohrdüse auf der Eingangsseite montiert werden kann. 5.9 Wirkdiagramme von Düsen Nach dem Kapitel Luftverbrauch der Düsen werden anhand der Berechnungen Diagramme für den Druck und die Fließgeschwindigkeit in Quer- und Längsschnitten angezeigt. Kunde A benutzt für gewöhnlich Druckluft, um Dosen vor der Verpackung von Staub zu befreien. Zurzeit beträgt der Durchmesser seiner Düse 6mm und der Druck wie für alle seine Druckluftkomponenten 0,4MPa.

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Mittels der Kalkulation in diesem Abschnitt wurde der Luftverbrauch zur Entfernung des Staubs auf rund 1.500l/min geschätzt. Sie werden außerdem feststellen, dass sich die Drosselung weit entfernt von der Düse befindet. Die Luftströmung sollte am Düsenausgang gedrosselt werden, um den Blasdruck auf ein angemessenes Maß einstellen zu können.

Nach mehreren Tests wurde vom Kunden ein Minimaldruck zur Oberflächenreinigung von 0,25MPa festgestellt. Die graphischen Darstellungen zeigen, dass durch die Verringerung des Ausgangsdrucks auf 0,27MPa und durch die Reduzierung des Düsendurchmessers auf 4mm, der Luftverbrauch auf einen Wert von nur 500 l/min gesenkt werden kann.

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Dies bedeutet eine Einsparung von 1000l/min und entspricht einem Betrag von 0,03€/min (0,03€/m3), was auf den Tag gerechnet einer Einsparung von 43,2€ pro Tag gleichkommt. Dadurch hätte sich die Investition bereits bezahlt gemacht. 5.10 Leitungsauswahl für Düsen

Die Abschnitte 5.10 und 5.11 helfen Ihnen, ein Leitungsanschlusssystem mit kleinem Druckabfall zu entwerfen und einen angemessenen Druck zu gewährleisten, bevor die Berechnung der Düsen thematisiert wird. Geben Sie die Systemkonfiguration mit Länge der Leitungen und Düsendurchmesser ein sowie zusätzlich einen der beiden folgenden Werte:

� Düseneingangsdruck � Wirkdruck oder Druck am Werkstück

Unter Erforderliche Angaben können Sie entweder das Leitwertverhältnis oder den Druckabfall eingeben.

� Wenn Sie bei der Konfiguration eines neuen Systems auf geringstmöglichen Luftverbrauch bedacht sind, geben Sie als Leitwertverhältnis 1:2 ein und klicken Sie auf Berechnung starten. Das System verwendet diese Eingabe als Parameter für die Systemkonfiguration. Die geeigneten Modelle werden gewählt und das gültige Leitwertverhältnis ermittelt.

� Wenn die Anwendung bereits installiert wurde und P1 und P4 bekannt sind, können Sie durch Eingabe der Werte für P1 – P4 für den Druckabfall alternative Konfigurationen oder Modelle bestimmen. Klicken Sie auf Berechnung starten.

5.11 Leitungen mit mehreren Blasdüsen Bei der Berechnung für Leitungen mit mehreren Blasdüsen ist der Leitwert und das kritische Druckverhältnis jedes einzelnen Elementes des Systems oder die Bestellbezeichnung einzugeben. Klicken Sie auf Berechnung starten. Die Druckverteilung und die Werte für das System werden angezeigt. Diagnose, Änderungen und Verbesserungen sind durch Eingabe der Druckverteilung und Eigenschaftswerte möglich.

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6. Modellauswahl Diese Software wählt automatisch das für Ihre Zwecke angepasste Modell aus und zeigt Ihnen dessen Abbildung und wichtigste technische Daten, was die langwierige Suche in den Katalogen erspart. 6.1 Reglerauswahl Aus folgenden Druckreglerserien können Sie eine Auswahl treffen:

1. AR10,…AR60 , Standardausführung in Modulbauweise 2. AR20K,…AR60K, Regler mit Rückflussschutz 3. AR425,…AR925, Pilotgesteuerter Regler

Geben Sie den Eingangsdruck, den Regeldruck und einen ungefähren Wert für den benötigten Durchfluss ein und klicken Sie auf Berechnung starten. Die Software zeigt Ihnen eine Liste mit Modellen und Bestellbezeichnungen samt deren Durchflusseigenschaften und technischen Daten an. Beachten Sie, dass die ausgegebenen Durchflusseigenschaften nicht vom Programm berechnet wurden, sondern Ergebnisse von in unseren Laboren durchgeführten, empirischen Untersuchungen darstellen.Der dabei verwendete Eingangsdruck betrug 0,7MPa. Bedenken Sie, dass der optimale Druck für jede Anwendung den Luftverbrauch in Ihrem Unternehmen senken kann. 6.2 Auswahl Druckverstärker Die Druckverstärkerauswahl erfordert die Eingabe von Daten betreffend der Anwendung und den Betriebsbedingungen:

a) Auswahl Druckverstärker für Zylinderbetrieb. Geben Sie den Eingangsdruck des Druckverstärkers (P1) ein und wählen Sie “ja” aus, wenn der Behälter hinter dem Verstärker installiert wird und dessen Hauptzweck der Verwendung eines Druckbehälters dient. Eingabe der Zylinderdaten: Zylinderart

Kolben- und Kolbenstangendurchmesser Hublänge Bewegungsrichtung Anzahl der Zylinder Arbeitsdruck Antrieb oder notwendiger Zylinderdruck (P2) Zylinderhubdauer

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Gehen Sie auf Berechnung starten, um die Bestellbezeichnung für den passendsten SMC-Druckverstärker zu erhalten. Des Weiteren werden die Anzahl der Verstärker und der erforderliche Mindestdurchfluss ausgegeben. Die Software empfiehlt Ihnen auch ein Druckbehältervolumen, wenn ein Behälter installiert werden soll.

b) Auswahl Druckverstärker für Dauerbetrieb. Die für diese Betriebsart erforderlichen Details und die vom Programm angezeigten Informationen wurde bereits behandelt.

Druckverstärker werden für folgende Energiesparanwendungen empfohlen:

� wenn Anlagen einen höheren Druck benötigen, als im Unternehmen verfügbar

� wenn der Mindestdruck für die Anlagen im Unternehmen auch bei Druckschwankungen und -abfällen gewährleistet sein muss

6.3 Auswahl Druckluftbehälter Aufgrund von Marktbeschränkungen für VBAT und AT in Europa wurde diese Auswahl aus der europäischen Version gestrichen. Trotzdem können Sie die Behälterauswahloption verwenden, um ein Mindestbehältervolumen, Druck nach dem Leeren und erforderliche Füllzeit zu bestimmen. Die wenigen erforderlichen Informationen benötigen keine Erläuterung. Füllen Sie alle Felder aus und klicken Sie im Anschluss auf Berechnung starten. 6.4 Auswahl Lufttrockner Wie beschrieben wurden Serien ohne CE-Kennzeichnung aus dem Programm genommen, daher können Sie nur aus den folgenden beiden Serien auswählen:

� Tiefkühltrockner Serie IDFA � Membran-Lufttrockner Serie IDG

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Geben Sie die erforderlichen Daten in die rechte Spalte ein und klicken Sie auf Berechnung starten. Als Ausgabe erhalten Sie die Bestellbezeichnung und die erforderliche Durchflussmenge am Eingang sowie eine Anzeige der Durchflusseigenschaften. 6.5 Auswahl Nachkühler Geben Sie die erforderlichen Daten in die rechte Spalte ein und klicken Sie auf Berechnung starten. Die Software wählt für Sie die Bestellbezeichnung aus und berechnet Lufttemperatur am Ausgang, Kühlwasserdurchfluss, Durchflussmenge am Eingang. Nur die Serie HAW ist aufgeführt, die Serie HAA entspricht nicht den CE-Voraussetzungen. 6.6 Auswahl Luftfilter Die Software wählt für Sie die Modelle entsprechend Ihrer Anforderungen aus den Hauptserien für Filter aus:

1. AFF, Filter 2. AM, Mikrofilter 3. AMD, Submikrofilter 4. AMH, Submikrofilter mit Vorfilter 5. AME, Supermikrofilter 6. AMF, Geruchsfilter 7. AMG, Wasserabscheider

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Geben Sie den Eingangsdruck ein und klicken Sie auf Berechnung starten. Die Software zeigt Ihnen eine Liste mit Modellen und Bestellbezeichnungen samt deren Durchflusseigenschaften und technischen Eigenschaften an. Diese Elemente entfernen Staub- und Wasserpartikel aus der Druckluft in den Leitungen. Bedenken Sie, dass Energiesparen mit einer hohen Druckluftqualität beginnt.

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7. Sonstige Berechnungen 7.1 Berechnungen Gase / Flüssigkeiten / Dampf Dieses Programm kann verschiedene Medien in die Berechnungen einbinden, wenn Sie deren spezifischen Eigenschaften eingeben oder aus der Liste auswählen. Diese Berechnungsformen sind äußerst vielseitig, denn sie erlauben Kalkulierungen des Durchflusses für jedes Medium ob Gas, Flüssigkeit oder sogar Dampf.

Luft haben wir bereits in einem Beispiel verwendet, nun wenden wir uns einem Beispiel für Flüssigkeiten als Durchflussmedium zu.

Den Durchfluss durch ein Ventil kann die Software anhand der Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsdruck errechnen. Sie werden aufgefordert den Durchflusskoeffizienten (Av) des Ventils einzugeben, können aber die Koeffizienten Cv, Kv oder Av eingeben.

Der Av-Faktor wurde kürzlich von SMC als Angabe für den Durchfluss von Medien in Anlagen für die Kontrollprozesse bestimmt. In unseren neuerschienen Katalogen

oder wenn Sie auf klicken, werden Sie nur diese Größe finden. Der Av-Faktor entspricht den Normen JIS B2005:1995 und IEC60534-2-3:1997

Klicken Sie nach der Dateneingabe auf Berechnung Starten. Durchfluss und Durchflusseigenschaften werden angezeigt. Des Weiteren können Sie den Druckabfall in einem Prozessventil berechnen, wenn Sie den Wert für den Durchfluss eingeben.