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Natural Gas & Biogas20. Oktober 20266 Lesezeit

Von Nm³/h zum Betriebsvolumenstrom bei 200 bar — CNG-Leitungsfilter richtig auslegen

Die CNG-Spezifikation nennt 1000 Nm³/h — bei 200 bar sieht der Filter aber nur rund 4 m³/h. So rechnen Sie Normvolumenstrom mit dem Realgasfaktor in Betriebsvolumenstrom um und warum das für die Filterauswahl zählt.

R+F Hochdruck-Filtergehäuse der 150er-Serie für Erdgas

Zusammenfassung

Filter werden auf den Betriebsvolumenstrom ausgelegt. Für Methan bei 200 bar(ü) entsprechen 1000 Nm³/h etwa 3,8 m³/h bei 0 °C, 4,3 m³/h bei 15 °C und 4,7 m³/h bei 30 °C (Z ≈ 0,76–0,84). Das ideale Gasgesetz überschätzt dies um rund 20–30 %. R+F FilterElements legt die Hochdruckfilter RF-H-150HP / RF-H-150VP auf diese Realgaswerte aus.

Warum Nm³/h nicht das ist, was der Filter sieht

Gasdurchflüsse werden meist als Normvolumen angegeben: Nm³/h (0 °C, 1,01325 bar) oder Sm³/h (oft 15 °C). Durch den Filter strömt aber das tatsächliche Gasvolumen bei Betriebsdruck und -temperatur. Bei 200 bar ist das rund 200-mal kleiner — und das verändert die Filtergröße grundlegend.

Die Umrechnung

Betriebsvolumenstrom QB = QN × (pN / p) × (T / TN) × Z

  • QN = Normvolumenstrom in Nm³/h
  • pN = 1,01325 bar(a), TN = 273,15 K
  • p = Betriebsdruck in bar absolut (200 bar(ü) ≈ 201 bar(a))
  • T = Betriebstemperatur in K
  • Z = Realgasfaktor bei Betriebsbedingungen
Die Umrechnung
Betriebsvolumenstrom QB = QN × (pN / p) × (T / TN) × Z

Rechenbeispiel: 1000 Nm³/h Methan bei 200 bar(ü)

GastemperaturZ (Methan)Betriebsvolumenstrom
0 °C≈ 0,76≈ 3,8 m³/h
15 °C≈ 0,80≈ 4,3 m³/h
30 °C≈ 0,84≈ 4,7 m³/h

Mit dem idealen Gasgesetz (Z = 1) ergäben sich etwa 5,0–5,5 m³/h — eine Überschätzung um rund 20–30 %. Erdgas verhält sich ähnlich wie Methan; je nach Zusammensetzung liegt sein Betriebsvolumenstrom einige Prozent niedriger. Ist der Durchfluss in Sm³/h bei 15 °C statt in Nm³/h angegeben, liegt der Betriebsvolumenstrom etwa 5 % niedriger.


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Was das für den Filter bedeutet

  • Kleines Betriebsvolumen: bei rund 4,3 m³/h beträgt die Gasgeschwindigkeit in einer 1″-Leitung nur etwa 2–2,5 m/s. Die Filtergröße wird von Druckstufe, Abscheidegrad und Wartungsintervall bestimmt, nicht vom Volumen.
  • Hohe Dichte: bei 200 bar ist das Gas viel dichter als bei Atmosphärendruck. Der Differenzdruck wird daher für die tatsächlichen Bedingungen geprüft, nicht mit Luftdaten bei 7 bar.
  • Viskosität: Methan hat bei 200 bar eine Viskosität von etwa 0,020 mPa·s — ähnlich wie Luft bei Umgebungsbedingungen (0,018 mPa·s).
  • Zuerst die Druckstufe: für eine 200-bar-Leitung RF-H-150HP (200 bar) wählen; wo der Druck 200 bar überschreiten kann, RF-H-150VP (400 bar). Beide haben 1″ NPT und nehmen das Koaleszenzelement RF-C-51230-HE auf (99,99 % @ 0,01 µm).

Key Takeaway
  • Betriebsvolumenstrom QB = QN × (pN / p) × (T / TN) × Z
  • Mit dem idealen Gasgesetz (Z = 1) ergäben sich etwa 5,0–5,5 m³/h — eine Überschätzung um rund 20–30 %.
  • Kleines Betriebsvolumen:

Daten, die wir für die Auslegung brauchen

  • Gas und Zusammensetzung (mindestens: Erdgas / Biomethan / Methan)
  • Durchfluss in Nm³/h oder Sm³/h — mit Bezugsbedingungen
  • Minimaler und maximaler Betriebsdruck, Auslegungsdruck
  • Betriebstemperaturbereich
  • Verunreinigungen: Verdichteröl, Partikel, Flüssigkeit
  • Zulässiger Differenzdruck

Senden Sie uns diese Werte über unsere Kontaktseite, und wir legen den Filter aus. Mehr zur Auslegung von Hochdruck-Gasfiltern, zur CNG- & Erdgasfiltration und zur Filtration in CNG-Tankstellen.

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