Leckageerkennung in Druckluftsystemen: Methoden und Kosten

Das Wichtigste auf einen Blick

• Ultraschall arbeitet im laufenden Betrieb, Differenzdruck- und Durchflussmessung liefern die Verlustsumme des gesamten Netzes, Thermografie und Abseifen prüfen einzelne Stellen nach.
• Ein Leck von 1,0 Millimeter Durchmesser verliert bei 6 bar etwa 72 Liter pro Minute, das sind bei 4.000 Betriebsstunden rund 1.730 Kilowattstunden und bei 20 Cent pro Kilowattstunde etwa 346 Euro netto pro Jahr.
• Messtage werden pauschal abgerechnet; marktübliche Tagessätze liegen bei rund 800 bis 1.500 Euro netto, mit 19 Prozent Umsatzsteuer sind das 952 bis 1.785 Euro.
• Für Messsysteme und Optimierungsmaßnahmen kommen Zuschüsse von BAFA und KfW in Frage; die aktuellen Konditionen stehen in der Förderdatenbank des Bundes.
• Ohne Nummerierung, Foto und Reparaturliste bleibt eine Begehung folgenlos, weil nur nachgehaltene Funde dauerhaft geschlossen werden.

Warum Leckagen die teuerste Energieform im Werk verschwenden

Druckluft ist die teuerste Energieform im Betrieb. Von der elektrischen Energie, die ein Kompressor aufnimmt, bleibt nur ein Bruchteil als nutzbare Druckluft übrig, der Rest wird zu Wärme. Ein Leck verschwendet die gesamte Kette aus Verdichtung, Kühlung, Trocknung und Filterung im Dauerbetrieb.

In Netzen ohne systematische Überwachung liegt der Leckageanteil häufig bei 20 bis 30 Prozent des erzeugten Volumens. Diese Größenordnung nennen die Kampagne Druckluft effizient der Deutschen Energie-Agentur und zahlreiche Energieaudits. Eine Schätzung ersetzt die Messung nicht, weil der Verlust von Druckniveau, Netzlänge und Wartungszustand abhängt.

Auch der politische Rahmen setzt auf Messung. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz beschreibt auf seiner Seite zu Energieeffizienz, wie Energieaudits und Effizienzmaßnahmen in Unternehmen eingeordnet werden. Energieaudits nach DIN EN 16247 führen Druckluft regelmäßig als Prüfpunkt.

Vier Risiken gehören in jede Bewertung, jedes mit eigener Eintrittswahrscheinlichkeit:

• Druckabfall: Ein Leck am Leitungsende senkt den Druck an den Verbrauchern. Die Wahrscheinlichkeit ist gering, die Folge sind Taktzeitverlust, Ausschuss oder Stillstand.
• Haltefunktionen: Eine undichte Verschraubung kann eine abgesenkte Last ruckartig absinken lassen. Das ist selten, die Folge ist schwer.
• Wachstum: Der austretende Strahl wirkt abrasiv und vergrößert die Öffnung. Aus einem Nadelstich wird binnen Monaten ein deutlich größerer Verlust. Das ist der Regelfall.
• Aufbereitung: Jedes zusätzliche Leckagevolumen belastet Trockner und Filter, die auf den Volumenstrom ausgelegt sind. Produkte von BEKO Technologies für die Druckluftaufbereitung zeigen, welche Komponenten betroffen sind.

Rechenbeispiel: was ein Leck pro Jahr kostet

Für eine belastbare Zahl brauchen Sie drei Annahmen: spezifische Leistung, Betriebsstunden und Strompreis.

Rechenannahmen für dieses Beispiel:

• Spezifische Leistung von 0,10 Kilowattstunden pro Kubikmeter erzeugter Druckluft bei 6 bar Überdruck; je nach Anlage und Aufbereitung liegt der Wert zwischen 0,09 und 0,13 kWh/m³.
• 4.000 Betriebsstunden pro Jahr, also Ein- bis Zweischichtbetrieb.
• Strompreis von 20 Cent pro Kilowattstunde netto. Der BDEW weist im Branchenvergleich Strom für Industriekunden je nach Verbrauchsgröße und Jahr Arbeitspreise zwischen etwa 15 und 25 Cent pro Kilowattstunde netto aus; prüfen Sie den aktuellen Stand.

0,5 mm 432

1,0 mm 1.728

2,0 mm 6.912

3,0 mm 15.552

Show the numbers

0,5 mm	432
1,0 mm	1.728
2,0 mm	6.912
3,0 mm	15.552

Die Volumenströme gelten für 6 bar Überdruck und eine scharfkantige Bohrung. Bei 8 bar steigen sie um knapp 30 Prozent, bei 4 bar fallen sie um rund 30 Prozent. Im Dauerbetrieb mit 8.760 Stunden kostet das 1-Millimeter-Leck bei 20 Cent pro Kilowattstunde rund 757 Euro netto.

Ein Beispiel aus einem mittelständischen Betrieb: Bei einer Begehung werden 42 Leckagen gefunden, zusammen 310 Liter pro Minute. Das sind 18,6 Kubikmeter pro Stunde, bei 0,10 kWh/m³ also 1,86 Kilowatt Leistungsaufnahme.

Bei 4.000 Betriebsstunden ergeben sich 7.440 Kilowattstunden, also 1.488,00 Euro netto und 1.770,72 Euro inklusive 19 Prozent Umsatzsteuer. Im Drei-Schicht-Betrieb mit 8.760 Stunden steigt der Betrag auf 16.294 Kilowattstunden, das sind 3.258,72 Euro netto und 3.877,88 Euro mit Umsatzsteuer. Reparaturkosten und Nachkontrolle sind darin nicht enthalten.

Ultraschall: die Methode für den laufenden Betrieb

Ausströmende Luft erzeugt bei turbulenter Strömung Schall zwischen etwa 38 und 42 Kilohertz. Das menschliche Ohr hört diesen Bereich nicht, ein Richtmikrofon oder eine akustische Kamera ortet die Quelle trotzdem.

Anbieter und Werkzeuge am Markt:

• Fluke führt mit dem ii900 und ii910 akustische Kameras, die das Schallbild über das Kamerabild legen.
• Testo deckt die Schallpegelmessung mit dem testo 816-1 ab.
• Für große Werkshallen sind akustische Kameras im Vorteil, weil sie die Quelle im Bild markieren und die Dokumentation erleichtern.
• Für einzelne Abschnitte genügt ein Ultraschall-Richtmikrofon.

Ultraschall funktioniert nur unter Druck. Steht die Anlage still, ist nichts zu hören. Vollständig gekapselte Aggregate, Leitungen in Schächten und unter Putz sowie Antriebe unter Schallschutzhauben bleiben unerreichbar.

Die Methode zeigt, wo es zischt, sie nennt aber selten einen belastbaren Volumenstrom. Rechnen Sie mit Größenklassen statt mit exakten Zahlen, wenn Sie Funde priorisieren.

Fehlalarme passieren häufig. Kondensatableiter, Blasluftdüsen, Strahlgebläse, pneumatische Förderer und Ultraschallschweißanlagen klingen ähnlich. In Anlagen mit vielen Abblasungen ist die Wahrscheinlichkeit für einen Fehlalarm hoch. Prüfen Sie jeden Fund vor dem Ventiltausch mit Leckagespray oder im Rahmen einer Nullverbrauchsmessung.

Sicherheit: Ein Leck mit 1 Millimeter Durchmesser erzeugt in einem Meter Abstand Schallpegel, die auf Dauer das Gehör schädigen. Tragen Sie Gehörschutz und suchen Sie nicht mit dem Ohr an der Leitung.

Differenzdruck und Durchflussmessung: die Summe des Netzes

Die zweite Methode betrachtet nicht einzelne Stellen, sondern das ganze Netz. Ein Durchflussmesser im Hauptstrang zeigt, wie viel Druckluft in der produktionsfreien Zeit abfließt, wenn kein Verbraucher arbeitet. Dieser Rest ist die Leckagerate.

Ablauf der Nullverbrauchsmessung:

Die Messung liefert Werte, die sich direkt in Euro umrechnen lassen, und sie erfasst auch unzugängliche Bereiche. Sensorik für Differenzdruck- und Durchflussmessung von SICK kommt dafür ebenso in Frage wie Messmodule der Hersteller Festo und Kaeser.

Was die Nullverbrauchsmessung nicht leistet: Sie sagt nicht, wo das Leck sitzt. Sie liefert Summe und Verlauf, mehr nicht. Deshalb wird sie mit der akustischen Ortung kombiniert.

Risiko: Das Absperren von Abgängen kann Zylinder in gefährliche Stellungen bringen, vertikale Achsen können absinken. Die Wahrscheinlichkeit ist gering, die Folge kann Personen treffen. Sichern Sie Lasten mechanisch ab und arbeiten Sie mit Freigabeschein.

Genauigkeit: Kalibrierte Durchflusssensoren erreichen etwa zwei bis drei Prozent vom Messwert. Ein- und Auslaufstrecken müssen stimmen, sonst steigt der Fehler. Montieren Sie den Sensor nicht direkt hinter Krümmern oder Ventilen.

Thermografie und Abseifen: klare Grenzen

Thermografie sucht Temperaturunterschiede. Entweichende Druckluft kühlt sich beim Entspannen ab und erscheint als kalte Stelle. Testo arbeitet mit Kameras der Reihe testo 868 bis 883, Fluke mit der Ti-Serie.

Die Grenzen sind eng. Oberflächen mit niedrigem Emissionsgrad, blankes Blech, Glas und Verkleidungen verfälschen das Bild. Leckagen unter 2 bis 3 Millimetern sind häufig nicht sichtbar. Reflexion, Zugluft und Sonneneinstrahlung erzeugen Fehlbefunde.

Die Wahrscheinlichkeit für einen falschen Befund ist mittel bis hoch, wenn die Kamera ohne Referenzmessung eingesetzt wird. Nutzen Sie Thermografie als Vorprüfung großer Undichtigkeiten und zur Bewertung der Druckluftstation, nicht als alleinige Ortungsmethode.

Abseifen ist die einfachste Methode: Lecksuchspray oder Schaum wird auf verdächtige Stellen gesprüht, Blasen zeigen das Leck. Bedingungen sind anliegender Druck, eine saubere, zugängliche Oberfläche und ein verträgliches Mittel.

Risiken: In Reinräumen sowie in der Lebensmittel- und Pharmaproduktion sind viele Sprays nicht zugelassen. Auf Aluminium und an Dichtungen können alkalische Mittel Schäden anrichten. Der Zeitaufwand ist hoch, deshalb eignet sich das Abseifen für Detailprüfungen, nicht für ganze Hallen. Sein Vorteil: Es beweist ein Leck zweifelsfrei.

Anbieter, Werkzeuge und was ein Messtag kostet

Neben den Ortungsgeräten lohnt der Blick auf Systeme, die Verluste dauerhaft erfassen:

• Festo bietet Durchflussmessgeräte und mit dem Energieeffizienzmodul MSE6-E2M ein Modul, das Druck und Durchfluss erfasst und das Netz in Pausen absperrt.
• Kaeser kombiniert Schraubenkompressoren von Kaeser mit Steuerungen wie dem SIGMA AIR MANAGER, die Verbrauchsdaten aufzeichnen.
• Fluke und Testo decken die Begehung mit Ortungs- und Thermografiegeräten ab.
• Dienstleister für die Ortung kommen von Kompressorenherstellern, Energieberatern und spezialisierten Messbetrieben.

Ein Messtag umfasst Anfahrt, Begehung, Markierung der Funde, Fotodokumentation und Bericht. Marktübliche Tagessätze liegen bei etwa 800 bis 1.500 Euro netto. Für eine Halle mit 200 Messpunkten rechnet ein Dienstleister meist mit ein bis zwei Tagen.

Beispiel: Zwei Messtage zu je 950 Euro netto ergeben 1.900,00 Euro netto und 2.261,00 Euro inklusive 19 Prozent Umsatzsteuer. Rechnet man mit 70 Prozent dauerhaft geschlossener Leckagen, bleiben aus dem vorigen Beispiel 1.041,60 Euro netto pro Jahr an Einsparung. Die Messung hat sich damit in knapp zwei Jahren bezahlt.

Eigenes Gerät: Ein Ultraschall-Richtmikrofon liegt im niedrigen vierstelligen Bereich, akustische Kameras im fünfstelligen Bereich. Ob sich die Anschaffung lohnt, hängt von der Häufigkeit ab. Bei einer jährlichen Begehung ist der Dienstleister meist günstiger, bei monatlicher Kontrolle kann sich ein eigenes Gerät rechnen.

Fördermittel für Messsysteme und Optimierung

Für Druckluftprojekte kommen Zuschüsse und Kredite in Frage. Über die Programme des BAFA zur Energieeffizienz in der Wirtschaft wurden in der Vergangenheit Druckluftmaßnahmen, Mess- und Regelungstechnik sowie die Optimierung von Anlagen gefördert. Die Programme wurden mehrfach umgestellt, verbindlich ist deshalb immer der aktuelle Stand.

Die Förderdatenbank des Bundes listet Programme von Bund und Ländern nach Branche, Region und Maßnahmenart. Dort prüfen Sie, ob Leckageortung, Messsysteme oder ein Druckluftaudit in Ihrem Fall förderfähig sind.

Für Kredite und Zuschüsse kommen die KfW-Förderangebote für Energieeffizienz und Umweltschutz in Frage. Viele Programme richten sich an kleine und mittlere Unternehmen, die EU-weit einheitlich definiert sind: bis 250 Mitarbeiter und bis 50 Millionen Euro Jahresumsatz. Diese KMU-Schwelle ist eine EU-Regel.

Zwei Bedingungen kosten erfahrungsgemäß Geld. Beginnen Sie nicht mit der Maßnahme, bevor der Antrag bewilligt ist, sonst entfällt der Zuschuss. Und: Die Umsatzsteuer ist bei Vorsteuerabzugsberechtigung nicht förderfähig, planen Sie also mit Nettobeträgen.

In fünf Schritten zur dichten Anlage

1. Verbrauchsdaten erfassen: Kompressorlaufzeiten, Leerlaufanteile, Stromverbrauch und Druckbänder über mehrere Wochen aufzeichnen.
2. Leckagerate messen: Nullverbrauchsmessung in der produktionsfreien Zeit, Ergebnis in Normliter pro Minute.
3. Leckagen orten und dokumentieren: Ultraschallbegehung mit Nummerierung, Foto und Größenklasse je Fund.
4. Reparaturen priorisieren: große Funde und gut zugängliche Stellen zuerst, Aufwand gegen erwartete Einsparung rechnen.
5. Erfolg kontrollieren: Wiederholungsmessung nach 6 bis 12 Monaten und nach jeder größeren Änderung am Netz.

Die Reihenfolge ist nicht beliebig. Ohne Verbrauchsdaten fehlt die Bewertung der Funde, ohne Nullverbrauchsmessung die Erfolgskontrolle. Für Netzdimensionierung und Druckbänder helfen die VDMA-Fachinformationen zu Drucklufttechnik und Leitungsnetzen.

Häufige Fragen

Wie oft sollte ich Leckagen suchen lassen?

Einmal jährlich ist der übliche Rhythmus, nach einer Sanierung zunächst nach 6 Monaten. Danach steigt die Verlustmenge durch neue Undichtigkeiten wieder an. Bei hohen Verlusten lohnt eine monatliche Kontrolle der Leckagerate über die Durchflussmessung.

Reicht Thermografie statt Ultraschall?

Nein. Thermografie zeigt vor allem große Undichtigkeiten an gut strahlenden Oberflächen. Leckagen unter 2 bis 3 Millimetern bleiben oft unsichtbar. Setzen Sie Thermografie als Ergänzung zur akustischen Ortung ein.

Was kostet eine Leckageortung durch einen Dienstleister?

Marktübliche Tagessätze liegen bei etwa 800 bis 1.500 Euro netto. Zwei Messtage zu 950 Euro netto ergeben 1.900,00 Euro netto und 2.261,00 Euro inklusive 19 Prozent Umsatzsteuer. Reparaturen sind darin nicht enthalten.

Ab welcher Leckagegröße lohnt die Reparatur?

Schon ein Leck von 1,0 Millimeter Durchmesser kostet bei 4.000 Betriebsstunden und 20 Cent pro Kilowattstunde etwa 345,60 Euro netto pro Jahr. Bei 0,5 Millimetern sind es rund 86,40 Euro. Entscheidend ist die Summe aller Leckagen, nicht die einzelne Stelle.