Der Energieverbrauch einer Schweißrauchabsaugung lässt sich durch drei Hebel wirksam senken: bedarfsgerechte Drehzahlregelung, konsequente Wärmerückgewinnung und die richtige Filterwahl. In der Praxis verschenken viele Betriebe erhebliche Energiemengen, weil ihre Absauganlage dauerhaft auf Volllast läuft, obwohl nur ein Teil der Schweißarbeitsplätze gleichzeitig aktiv ist. Die folgenden Fragen und Antworten zeigen, wo die größten Einsparpotenziale liegen und wie Sie diese systematisch erschließen.
Welche Faktoren bestimmen den Stromverbrauch einer Absauganlage?
Der Stromverbrauch einer Absauganlage für Schweißrauch hängt im Wesentlichen vom geförderten Luftvolumen, dem Druckverlust im System und der Auslastung der Anlage ab. Diese drei Größen bestimmen, wie viel elektrische Leistung der Antriebsmotor tatsächlich aufnimmt. Wer hier ansetzt, kann den Energiebedarf dauerhaft und messbar reduzieren.
Im Detail wirken folgende Faktoren auf den Verbrauch ein:
- Luftvolumenstrom: Je mehr Luft gefördert wird, desto höher ist der Energiebedarf. Viele Anlagen sind für Spitzenlast ausgelegt und laufen auch bei geringer Auslastung auf diesem Niveau.
- Druckverlust: Verschmutzte Filter, lange Rohrleitungen und enge Querschnitte erhöhen den Widerstand, den das Gebläse überwinden muss. Das steigert den Stromverbrauch direkt.
- Betriebsdauer: Eine Absauganlage, die außerhalb der Schweißzeiten weiterläuft, verbraucht unnötig Energie. Automatische Start-Stopp-Funktionen oder Zeitsteuerungen helfen hier.
- Motoreffizienz: Ältere Motoren entsprechen oft nicht der aktuellen Effizienzklasse IE3 oder IE4. Der Unterschied im Jahresverbrauch kann erheblich sein.
- Gleichzeitigkeitsfaktor (GZF): Der Gleichzeitigkeitsfaktor beschreibt das Verhältnis gleichzeitig aktiver Absaugstellen zu sämtlichen Absaugstellen. Wenn nicht alle Schweißarbeitsplätze gleichzeitig in Betrieb sind, muss die Anlage auch nicht für alle gleichzeitig fördern. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren, was sich direkt auf den Energiebedarf auswirken kann.
Typische Herausforderung: Betriebe, die ihre Absauganlage ohne GZF-Berechnung ausgelegt haben, betreiben oft deutlich überdimensionierte Anlagen. Das kostet nicht nur beim Kauf, sondern dauerhaft im Betrieb.
Wie viel Energie lässt sich durch bedarfsgerechte Drehzahlregelung einsparen?
Eine bedarfsgerechte Drehzahlregelung über einen Frequenzumrichter ist der effektivste Einzelhebel zur Senkung des Energieverbrauchs einer Schweißrauchabsaugung. Da die aufgenommene Leistung eines Lüftermotors mit der dritten Potenz der Drehzahl sinkt, führt eine Drehzahlreduktion um 20 % bereits zu einer Leistungsreduktion von rund 50 %. Dieser physikalische Zusammenhang, bekannt als kubisches Lüftergesetz, macht die Drehzahlregelung so wirkungsvoll.
In der Praxis funktioniert das so: Sensoren messen, wie viele Absaugstellen aktiv sind oder wie hoch der Differenzdruck im Rohrleitungsnetz ist. Der Frequenzumrichter passt die Drehzahl des Gebläses kontinuierlich an den tatsächlichen Bedarf an. Sind nur wenige Schweißarbeitsplätze in Betrieb, läuft das Gebläse mit reduzierter Drehzahl, und der Stromverbrauch sinkt entsprechend.
Für zentrale Absauganlagen, die mehrere Schweißarbeitsplätze gleichzeitig versorgen, ist die Drehzahlregelung besonders lohnend. Hier schwankt die tatsächliche Auslastung im Tagesverlauf stark, je nachdem, wie viele Schweißer gleichzeitig arbeiten. Eine Anlage ohne Drehzahlregelung läuft dagegen konstant auf Auslegungsvolumenstrom, unabhängig davon, ob ein oder zehn Plätze aktiv sind.
Wichtig: Die Drehzahlregelung muss so parametriert sein, dass der Mindestvolumenstrom an jeder aktiven Absaugstelle stets eingehalten wird. Unterschreitet der Volumenstrom den erforderlichen Wert, ist die Erfassung des Schweißrauchs nicht mehr sichergestellt, und die Anforderungen der TRGS 528 werden nicht erfüllt.
Was bringt Wärmerückgewinnung bei einer Schweißrauchabsaugung?
Wärmerückgewinnung bei einer Schweißrauchabsaugung bedeutet, dass die aus der Halle abgesaugte, bereits erwärmte Luft nicht einfach nach außen geblasen wird, sondern ihre Wärmeenergie an die zugeführte Frischluft abgibt. Das reduziert den Heizenergiebedarf der Halle erheblich, besonders in den Heizmonaten. Für Betriebe mit hohem Luftwechsel ist das ein relevanter Kostenfaktor.
Bei einer stationären Schweißrauchabsaugung, die als Abluftanlage betrieben wird, verlässt erwärmte Hallenluft das Gebäude. Diese Energie muss durch Heizung ersetzt werden. Wärmerückgewinner, etwa Plattenwärmetauscher oder Rotationswärmeübertrager, können dabei helfen, einen Großteil dieser Energie zurückzugewinnen.
Alternativ bietet sich der Umluftbetrieb an: Die gefilterte Luft wird nach der Filtration wieder in die Halle zurückgeführt. Damit entfällt der Energieverlust durch Abluft vollständig. Voraussetzung ist, dass die Filteranlage die Luft auf das erforderliche Reinheitsniveau bringt. Bei Schweißrauch bedeutet das mindestens Abscheideklasse W2 nach DIN EN ISO 21904-2 für legierte Stähle, bei hochlegierten Chrom-Nickel-Stählen ist W3 mit IFA-Zertifizierung erforderlich.
Die Kombination aus Schweißrauchabsaugung, Klimatisierung und Wärmerückgewinnung in einem integrierten System ist technisch möglich und wirtschaftlich sinnvoll. Dabei wird die Absauganlage nicht isoliert betrachtet, sondern als Teil des gesamten Hallenlüftungskonzepts geplant. Das senkt sowohl den Energiebedarf als auch die Betriebskosten nachhaltig.
Welche Rolle spielt die Filterauswahl für den Energieverbrauch?
Die Filterauswahl beeinflusst den Energieverbrauch einer Schweißrauchabsaugung direkt über den Druckverlust: Ein Filter mit hohem Widerstand zwingt das Gebläse zu mehr Leistung, um denselben Volumenstrom zu fördern. Gleichzeitig steigt der Druckverlust mit zunehmendem Verschmutzungsgrad. Ein regelmäßig gereinigter oder rechtzeitig gewechselter Filter hält den Energieverbrauch dauerhaft auf niedrigem Niveau.
Für die Schweißrauchabsaugung gelten folgende Zusammenhänge:
- Abscheideklasse und Abscheideleistung: Die Abscheideklasse W1, W2 oder W3 nach DIN EN ISO 21904-2 gibt vor, welchen Abscheidegrad der Filter erreichen muss. W3-Filter für hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle haben typischerweise einen höheren Druckverlust als W1-Filter. Die Abscheideklasse ist durch das Schweißmaterial vorgegeben und nicht frei wählbar.
- Filterflächengröße: Eine größere Filterfläche bei gleichem Volumenstrom bedeutet niedrigere Anströmgeschwindigkeit und damit niedrigeren Druckverlust. Großzügig dimensionierte Filtergehäuse zahlen sich energetisch aus.
- Abreinigungssystem: Selbstreinigende Filter mit Druckluftabreinigung halten den Druckverlust über lange Zeiträume niedrig. Das spart Energie und verlängert die Standzeit des Filtermaterials.
- Filterwechselintervall: Wer den Filter zu lange im Betrieb lässt, erhöht den Druckverlust und damit den Energieverbrauch. Eine Druckdifferenzmessung mit automatischer Meldung beim Erreichen des Grenzwerts ist technischer Standard.
Für verschiedene Schweißanwendungen können unterschiedliche Filterkombinationen sinnvoll sein. Bei der Absaugung von Schweißrauch aus Edelstahl mit Cr(VI)-Emissionen ist neben der W3-Zertifizierung eine besonders dichte Ausführung der gesamten Anlage erforderlich, da Chrom(VI) krebserzeugend ist und dem Minimierungsgebot unterliegt.
Wann lohnt sich die Umrüstung auf eine zentrale Absauganlage?
Die Umrüstung von dezentralen mobilen Einzelgeräten auf eine zentrale Schweißrauchabsaugung lohnt sich ab etwa vier bis sechs dauerhaft betriebenen Schweißarbeitsplätzen, wenn diese räumlich konzentriert sind. Ab dieser Größenordnung überwiegen die Vorteile einer zentralen Anlage in Bezug auf Energieeffizienz, Wartungsaufwand und Investitionssicherheit.
Dezentrale mobile Schweißrauchabsauggeräte haben jeweils ihr eigenes Gebläse und ihren eigenen Filter. Jedes Gerät läuft unabhängig, oft auf Volllast, unabhängig von der tatsächlichen Auslastung. Eine zentrale Absauganlage dagegen versorgt alle Absaugstellen über ein gemeinsames Rohrleitungsnetz und kann über Drehzahlregelung und Gleichzeitigkeitsfaktor energieoptimiert betrieben werden.
Weitere Kriterien, die für eine zentrale Anlage sprechen:
- Hohe Betriebsstundenzahl der Schweißarbeitsplätze
- Wunsch nach zentraler Filterüberwachung und Wartung
- Geplante Erweiterung der Produktion um weitere Schweißarbeitsplätze
- Anforderungen an Wärmerückgewinnung oder Umluftbetrieb
- Schweißarbeiten an hochlegierten Stählen mit W3-Anforderung, bei denen zentrale Filterüberwachung besonders wichtig ist
Betriebe, die heute auf mobile Schweißrauchabsaugung setzen und expandieren, sollten die Infrastruktur für eine spätere Zentralisierung bei der Hallenplanung bereits berücksichtigen. Nachträgliche Rohrinstallation ist aufwendiger und teurer als eine von Anfang an eingeplante Lösung.
Welche Fördermittel gibt es für energieeffiziente Absauganlagen?
Energieeffiziente Absauganlagen für Schweißrauch können grundsätzlich über verschiedene Förderprogramme bezuschusst werden, insbesondere über das BAFA-Programm zur Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft sowie über KfW-Kredite. Ob und in welchem Umfang eine konkrete Anlage förderfähig ist, hängt von den jeweils geltenden Programmvoraussetzungen ab und muss individuell geprüft werden.
Folgende Förderwege sind für Betriebe relevant:
- BAFA-Bundesförderung Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft (EEW): Investitionen in energieeffiziente Anlagen und Prozesse können hier grundsätzlich förderfähig sein. Voraussetzung ist in der Regel ein Energieaudit oder Energiemanagementsystem nach ISO 50001. Die Absauganlage muss nachweislich Energie gegenüber dem bisherigen Stand einsparen.
- KfW-Förderprogramme: Über den KfW-Kredit 295 (Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft) können Investitionen in energieeffiziente Produktionsanlagen grundsätzlich finanziert werden. Günstige Konditionen und Tilgungszuschüsse sind möglich, abhängig vom jeweiligen Programmstand.
- Landesförderprogramme: Viele Bundesländer haben eigene Förderprogramme für Investitionen in Arbeitsschutz und Energieeffizienz. Diese variieren stark und sollten separat recherchiert werden.
Wichtig für die Antragstellung: Fördermittel müssen in der Regel vor Auftragsvergabe beantragt werden. Wer erst investiert und dann einen Förderantrag stellt, verliert den Anspruch. Eine frühzeitige Beratung durch einen Energieberater oder direkt bei der Förderinstitution ist daher empfehlenswert.
Wie ULMATEC beim Energiesparen in der Schweißrauchabsaugung hilft
Wir bei ULMATEC analysieren für jeden Betrieb den tatsächlichen Volumenstrom, die Anzahl der Schweißarbeitsplätze und die Gleichzeitigkeit des Betriebs, bevor wir eine Absauganlage auslegen. So vermeiden wir Überdimensionierung und unnötigen Energieverbrauch von Anfang an.
Was wir konkret einbringen:
- Auslegung unter Berücksichtigung des Gleichzeitigkeitsfaktors (GZF) für eine bedarfsgerechte Anlagendimensionierung
- Integration von Frequenzumrichtern zur bedarfsgerechten Drehzahlregelung
- Planung von Wärmerückgewinnung und Umluftbetrieb als Teil des Hallenlüftungskonzepts
- Auswahl der richtigen Filterkombination nach Schweißmaterial und Abscheideklasse (W1, W2 oder W3 nach DIN EN ISO 21904-2)
- Unterstützung bei der Beantragung von Fördermitteln über BAFA und KfW mit vollständiger technischer Dokumentation
- Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme aus einer Hand, hergestellt in Deutschland
Unsere Absauganlagen decken ein breites Spektrum ab: von der kompakten Lösung für einzelne Schweißarbeitsplätze bis zur zentralen Anlage für große Schweißereien und Produktionshallen. Alle Anlagen erfüllen die geltenden Normen. Unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW. Fragen Sie uns dazu an. Unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %. Sprechen Sie uns an, und wir berechnen gemeinsam mit Ihnen das Einsparpotenzial für Ihre konkrete Situation.