Dlaczego w mojej sprężarce jest woda?

Kondensacja wody jest zjawiskiem naturalnym i produktem ubocznym sprężania powietrza. Ilość wody wytwarzanej przez sprężarkę powietrza jest w dużej mierze zależna od warunków wlotowych, jakości otaczającego powietrza w danym środowisku, a także od ciśnienia. Mówiąc prościej, temperatura powietrza, wilgotność, wielkość sprężarki i wymagane ciśnienie robocze określą zawartość wody wychodzącą z urządzenia i potencjalnie do przewodów sprężonego powietrza. Naturalnie gorące i wilgotne powietrze ma wyższą wilgotność niż zimne powietrze, co spowoduje, że ze sprężarki wydostanie się więcej wody. Na przykład rotacyjna śrubowa sprężarka powietrza o mocy 55 kW, która pracuje w temperaturze otoczenia 24 °C przy wilgotności względnej 75%, będzie wytwarzać 280 litrów wody dziennie. Poniżej przedstawiono proces usuwania wilgoci w układzie sprężonego powietrza.

Wodę tę można oddzielić za pomocą akcesoriów, takich jak chłodnice końcowe, separatory kondensacji, osuszacze chłodnicze i osuszacze adsorpcyjne. 

Sprężarka pracująca z nadciśnieniem 7 bar(e) spręża powietrze do 7/8 swojej objętości. Zmniejsza to również zdolność powietrza do zatrzymywania pary wodnej o 7/8.

Ilość uwolnionej wody jest znaczna. Poniższy przykład ilustruje ten punkt. Sprężarka o mocy 100 kW pobierająca powietrze w temperaturze 20°C i wilgotności względnej 60% odprowadza około 85 litrów wody w ciągu 8 godzin. W związku z tym ilość wody, która zostanie oddzielona, zależy od obszaru zastosowania sprężonego powietrza. Czynniki te decydują o tym, która kombinacja chłodnic i osuszaczy jest odpowiednia.

Aby dokładniej wyjaśnić wilgotność sprężonego powietrza, oceńmy temperaturę otoczenia, natężenie przepływu (rozmiar sprężarki), ciśnienie na wlocie, temperaturę na wlocie i ciśnieniowy punkt rosy (PDP).

Aby to wyjaśnić, przyjrzyjmy się, w jaki sposób parametry takie jak temperatura otoczenia, natężenie przepływu (rozmiar sprężarki), ciśnienie wlotowe, temperatura wlotowa i pożądany ciśnieniowy punkt rosy (PDP) wpływają na proces osuszania i potencjalną zawartość wody w sprężonym powietrzu.

Przepływ lub wielkość sprężarki. W zastosowaniach wymagających wyższych przepływów (l / s) skutkuje większą zawartością wody w systemie.

Temperatura otoczenia / wilgotność. Sprężarki, które pracują w wyższej temperaturze otoczenia i wilgotnym środowisku, ostatecznie wytwarzają w układzie sprężonego powietrza większe ilości wody.

Temperatura na wlocie. Jeśli temperatura na wlocie do osuszacza jest wyższa, w sprężonym powietrzu będzie obecna większa zawartość wody, dlatego do uzdatniania powietrza i wykroplenia wody potrzebny będzie większy osuszacz.

Ciśnienie. W przeciwieństwie do przepływu, temperatury lub wilgotności ciśnienie działa odwrotnie, ponieważ im wyższe ciśnienie, tym mniej wody zawiera sprężone powietrze i łatwiej jest je osuszyć. Jeśli weźmiesz pod uwagę gąbkę wypełnioną wodą, im mocniej ściśniesz gąbkę, tym mniej będzie w niej wody.

Ciśnieniowy punkt rosy (PDP). Ciśnieniowy punkt rosy jest powszechnym sposobem pomiaru zawartości wody w sprężonym powietrzu. PDP odnosi się do punktowej wartości temperatury, w której powietrze lub gaz są nasycone wodą i rozpoczyna proces kondensacji lub przekształcenia w stan ciekły. Można to również wyjaśnić jako punkt, w którym powietrze nie jest w stanie zatrzymać więcej pary wodnej. Aby zminimalizować zawartość wody w naszym sprężonym powietrzu, wymagany jest niższy poziom PDP, podczas gdy wyższe wartości PDP odnoszą się do większej ilości pary wodnej w systemie. PDP określa rozmiar osuszacza i poziomy kondensacji w sprężonym powietrzu.

Nadmierna wilgoć w sprężonym powietrzu może mieć szkodliwy wpływ na proces produkcyjny i zagrozić skuteczności jego działania. Pozostawiona sama sobie kondensacja w sprężonym powietrzu może uszkodzić i spowodować problemy w układach pneumatycznych, silnikach pneumatycznych, zaworach, a także w jakichkolwiek elementach lub maszynach podłączonych do układu sprężonego powietrza, może też ewentualnie zanieczyścić proces lub produkt końcowy. Oto lista, która dodatkowo wyjaśnia niekorzystne skutki wilgoci:

• Korozja instalacji rurowej i sprzętu (tj. CNC i innych maszyn produkcyjnych)
• Uszkodzenie pneumatycznych elementów sterujących, które może powodować kosztowne przestoje
• Rdzewienie i zwiększone zużycie sprzętu produkcyjnego z powodu zmywania środka smarnego
• Problemy z jakością wynikające z ryzyka przebarwienia, obniżonej jakości i przyczepności farby
• Podczas operacji w niskich temperaturach może wystąpić zamarzanie, powodując uszkodzenie pneumatycznych linii sterujących
• Powoduje nadmierną konserwację sprężarki powietrza i skraca żywotność sprzętu

Wodę można oddzielić za pomocą takich urządzeń, jak: chłodnice końcowe, separatory kondensatu, osuszacze ziębnicze i osuszacze adsorpcyjne. Sprężarka pracująca przy nadciśnieniu 7 bar (e) spręża powietrze do 7/8 jego objętości. Zmniejsza to również zdolność powietrza do zatrzymywania pary wodnej o 7/8. Ilość uwalnianej wody jest znaczna. Na przykład sprężarka o mocy 100 kW, która zasysa powietrze o temperaturze 20 °C i wilgotności względnej 60%, wydziela około 85 litrów wody podczas 8-godzinnej zmiany. W związku z tym ilość wody, która zostanie oddzielona zależy od obszaru zastosowania sprężonego powietrza. To z kolei określa, która kombinacja osuszaczy jest odpowiednia.

Wybór właściwej metody osuszania sprężonego powietrza zależy w dużej mierze od konkretnych wymagań, które należy spełnić, aby nie narazić na szwank procesu i produktu końcowego. Jeden z pierwszych kroków usuwania wilgoci ze sprężonego powietrza ma miejsce wewnątrz sprężarki, ponieważ już separator wilgoci lub chłodnica końcowa są w stanie pozbyć się 40–60% odparowanej wody.

Gdy sprężone powietrze opuszcza chłodnicę końcową, pozostaje nasycone wodą i może nie wpływać prawidłowo na cały system. Wykorzystanie zbiornika powietrza może również pomóc w zmniejszeniu zawartości wody w sprężonym powietrzu, ponieważ temperatura otoczenia zbiornika jest znacznie niższa niż gorące sprężone powietrze wydobywające się ze sprężarki. Należy pamiętać, że mokry zbiornik gromadzi nadmiar wilgoci i dlatego należy go codziennie opróżniać, aby uniknąć korozji i nadmiernego zużycia.

Jeśli aplikacja wymaga dalszego usuwania wilgoci, konieczne jest wprowadzenie zewnętrznego lub wewnętrznego (zintegrowanego) osuszacza. W zależności od pożądanego punktu rosy mamy do dyspozycji dwa rodzaje osuszaczy: ziębnicze i adsorpcyjne. W osuszaczu ziębniczym temperatura powietrza jest obniżana do trzech stopni Celsjusza, powodując kondensację pary wodnej ze sprężonego powietrza w tej temperaturze. Jeśli punkt rosy osuszacza ziębniczego nie jest wystarczający do osiągnięcia pożądanego rezultatu należy zastosować osuszacz powietrza zawierający specjalny adsorbent. W takim przypadku punkt rosy obniża się co najmniej do -40 stopni Celsjusza, co powoduje, że suche (wymrożone) powietrze ma kluczowe znaczenie w operacjach malowania natryskowego, drukowania i innych zastosowaniach związanych z zasilaniem narzędzi pneumatycznych.