Volumenstrom und Unterdruck - Welchen Unterschied gibt es bei Entstaubern und Industriesaugern?

Ein Volumenstrom ist das Volumen eines Mediums (Gas oder Flüssigkeit), das sich in einer bestimmten Zeit durch einen definierten Querschnitt (z. B. Rohr) bewegt. Damit diese Bewegung überhaupt stattfindet, muss immer ein Druckunterschied zwischen mindestens zwei Räumen/Volumen vorliegen (siehe dazu „Was ist Unterdruck?“).

Auch im Alltag begegnet uns der Volumenstrom, z. B. am Wasserhahn, in Flüssen und Bächen, aber auch in Gasform: in der Luft, bei Klimaanlagen und Ventilatoren.

Die gebräuchliche Einheit eines Volumenstroms ist m³/h. Ein Volumenstrom wird mit folgender Formel berechnet: 

Bei einem Luftvolumenstrom von 2.000 m³/h strömen folglich 2.000 Kubikmeter Luft pro Stunde durch den definierten Querschnitt einer Rohrleitung. Der optimale Luftvolumenstrom einer Absauganlage hängt vom Einsatzgebiet ab.

Wieso ist der Volumenstrom für Entstauber relevant?

Für Entstauber ist ein ausreichend hoher Volumenstrom besonders wichtig, da luftgetragene Staubpartikel an ihrer Entstehungsstelle erfasst und mit der Luftströmung in Richtung Filter transportiert werden müssen. Dafür muss die Absauganlage genügend Luft bewegen können. 

Der Begriff Unterdruck bezeichnet den Druck in einem definierten Volumen, sofern dieser unter dem Umgebungsdruck liegt.

Saugt man Luft z.B. mit einem Ventilator an, so entsteht ein Luftsog, der Unterdruck verursachen kann. Durch das Nachströmen von Luft im unbegrenzten Raum wird dieser Effekt jedoch nahezu ausgeglichen. Herrscht allerdings eine räumliche Begrenzung (z. B. durch eine Rohrleitung), baut sich in Abhängigkeit des Volumenstroms und des Leitungsdurchmessers ein definierter Unterdruck auf.

Auf dieser Art der Erzeugung von Unterdruck beruht das Funktionsprinzip eines Staubsaugers. Im Gehäuse eines Staubsaugers befindet sich ein Gebläse, das die Luft durch das Staubsaugerrohr zieht und am anderen Ende wieder hinausbläst. Der dabei entstehende Unterdruck sorgt dafür, dass die Umgebungsluft und damit auch die Schmutzpartikel in den Staubsauger hineingesaugt werden. 

Wieso ist der Unterdruck für Industriesauger relevant?

Ein Industriesauger nutzt einen hohen Unterdruck, um eine Krafteinwirkung zu erzeugen, die groß genug ist, um größere, liegende Partikel aufzusaugen. Ein großer Volumenstrom wird hierzu nicht benötigt.

Wie hängen Volumenstrom und Unterdruck zusammen?

Volumenstrom und Unterdruck sind zwei unterschiedliche, aber miteinander verbundene Größen. Während der Volumenstrom angibt, wie viel Luft durch die Absauganlage bewegt wird, beschreibt der Unterdruck die Druckdifferenz gegenüber der Umgebung.

Der Unterdruck in der Absauganlage muss ausreichen, um die Strömungswiderstände im Absaugsystem zu überwinden. Wie viel Luft dabei tatsächlich gefördert wird, hängt vom Zusammenspiel zwischen Gebläse und Anlagenwiderstand ab.

Was beeinflusst die tatsächliche Saugleistung?

Welche Leistung an der Erfassungsstelle tatsächlich zur Verfügung steht, wird durch das gesamte Absaugsystem beeinflusst.

• Schlauch- und Rohrleitungslänge: Mit zunehmender Länge steigen die Strömungswiderstände.
• Schlauch- und Rohrdurchmesser: Zu kleine Querschnitte können den Druckverlust deutlich erhöhen.
• Bögen und Richtungsänderungen: Jede Umlenkung erzeugt zusätzliche Widerstände im System.
• Filterzustand: Mit zunehmender Filterbeladung kann der Strömungswiderstand steigen.
• Weitere Systemwiderstände: Auch Erfassungselemente, Übergänge und andere Komponenten beeinflussen den tatsächlichen Betriebspunkt.

Für die Auswahl einer Absauganlage sollten deshalb nicht nur einzelne Maximalwerte aus dem Datenblatt betrachtet werden. Entscheidend ist die Leistung des gesamten Systems unter den Bedingungen der jeweiligen Anwendung.