Die Überhitzung von Vakuumpumpen kann dazu führen, dass sich das Öl Schaden nimmt, der Wartungsaufwand ansteigt oder die Ausrüstung ganz ausfällt. Der Vakuumpumpen-Hersteller Busch aus Maulburg gibt daher Tipps für die warmen Sommermonate.
Wenn Vakuumpumpen bei höheren Umgebungstemperaturen betrieben werden als vorgesehen, zersetzt sich das Öl schneller als bei einer Vakuumpumpe, die in kühlerer Umgebung läuft. Das bedeutet, dass das Vakuumpumpenöl häufiger gewechselt werden muss, und damit die Wartungskosten steigen. Bei Temperaturen im Technikraum von mehr als 40 °C können Vakuumpumpen überhitzen, was zu ihrem Ausfall führen kann. Dies kann nicht nur Produktionsprozesse stören, sondern auch aufwändige Reparaturen nach sich ziehen.
Die Wirksamkeit einer natürlichen Belüftung über Lüftungsschlitze und Kühlöffnungen hängt von Luftbewegung durch Wind oder Konvektion ab, d. h., sie kann je nach Temperatur und Windgeschwindigkeit variieren. Bei warmem Wetter können die erforderlichen hohen Luftströme in der Regel nicht allein durch natürliche Belüftung erreicht werden, sofern nicht große Teile der Wände des Technikraums offen oder belüftet sind.
Damit Vakuumpumpen im Sommer nicht heißlaufen, ist ein geeignetes Wärmemanagement im Technikraum nötig. (Foto: Busch Vacuum Solutions)
Wirksame Belüftung von Technikräumen
Technikräume müssen deshalb angemessen belüftet werden. Kühlöffnungen und Lüftungsschlitze bieten zwar eine gewisse Entlastung, reichen aber oft nicht aus. Insbesondere bei beengten Platzverhältnissen sollte unbedingt eine Zwangsbelüftung, z. B. mittels Ventilatoren, erfolgen, um angemessene Temperaturen aufrechtzuerhalten. Mit steigenden Umgebungstemperaturen steigt auch der Lüftungsbedarf, und die Luft im Technikraum muss häufiger gewechselt werden, damit sie sich nicht zu stark aufheizt.
In einem Technikraum von 8 x 4 m Größe mit einer Wärmeabgabe der Anlagen von 25 kW variiert die Anzahl der Luftwechsel, die pro Stunde erforderlich sind, um ein Überschreiten von 40 °C zu verhindern, je nach Außentemperatur stark. Die Experten von Busch empfehlen 26 Luftwechsel bei 10 °C Außentemperatur und 79 Luftwechsel bei 30 °C Außentemperatur.
Schätzung der erforderlichen Belüftungsrate
In der Regel werden 80 bis 90 % der aufgenommenen Leistung eines Vakuumpumpenmotors als Wärme in den Raum abgegeben. Anhand der folgenden Berechnung kann geschätzt werden, wie hoch der Lüftungsbedarf ist, um die Temperatur in einem geschlossenen Technikraum an einem heißen Sommertag unter 40 °C zu halten. Die Summe aller Betriebsleistungen der Vakuumpumpenmotoren kann zur Schätzung der Wärmeabgabe in den Raum herangezogen werden: Wärmeabgabe (in kW) x 200 = erforderliche Belüftungsrate (in m³/h). Dabei muss aber unbedingt auch der Belüftungsbedarf anderer Geräte im Technikraum berücksichtigt werden.
Zwangsbelüftung
Die Installation eines Ventilatorensystems zur Ableitung warmer und Ansaugung kühler Luft ist eine sehr effektive Möglichkeit, Ihren Technikraum kühl zu halten. Ein Steuerungssystem, das die Temperatur im Technikraum durch Einschalten der erforderlichen Anzahl von Ventilatoren effektiv regelt, kann die Energieeffizienz steigern.
Abluftrohrleitungen
Durch die Ableitung der Abluft von Vakuumpumpen aus dem Technikraum lässt sich die Wärmeabgabe in den Raum um bis zu 35 % reduzieren. Dabei ist auf die richtige Materialauswahl für Rohrleitungen zu achten, da diese heiß werden können. Sinnvoll ist auch, das Rohr mit einer Isolierung zu ummanteln, um vor heißen Rohroberflächen zu schützen und zu verhindern, dass Wärme über die Rohroberfläche in den Technikraum gelangt.
Wärmerückgewinnung
Durch den Einbau von Nachrüstsätzen für die Wärmerückgewinnung, wie sie für bestimmte Vakuumpumpen von Busch erhältlich sind, können bis zu 80 % der von den Vakuumpumpen verbrauchten Energie zurückgewonnen werden, etwa zur Erwärmung von Wasser, was gleich zwei Vorteile bietet: Energieeinsparungen und geringerer Belüftungsbedarf.
Technikraum-Auslegung
Mit einer gut durchdachten Auslegung lässt sich Überhitzung verhindern: Ausreichend Abstand zwischen den Pumpen sorgt für eine angemessene Luftzirkulation. Auch durch die richtige Verlegung von Abluftrohrleitungen und die korrekte Ausrichtung von Ventilatoren kann die Übertragung von Wärme auf benachbarte Maschinen verhindert werden, was besonders wichtig ist, um empfindliche Komponenten wie Steuerungssysteme zu schützen.
Um die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Vakuumpumpen zu gewährleisten, müssen sie bei heißem Wetter kühl gehalten werden. Eine ausreichende Belüftung, Wärmemanagementlösungen und eine intelligente Auslegung des Technikraums sind wichtige Stellschrauben. Mit jahrelanger Erfahrung in den Bereichen Vakuumtechnologie und Anlagenplanung kann Busch Anwender dabei unterstützen, ihr Setup für ein geeignetes Wärmemanagement anzupassen. Die Ingenieure von Busch bieten dafür eine individuelle Beratung und Lösungen, die auf spezifische Bedürfnisse zugeschnitten sind.
