Что означает точка росы в осушителе

Точка роса: влага в сжатом воздухе

Винтовые компрессоры необходимы для работы оборудования, работающего от сжатого воздуха, поэтому качество воздуха является очень важной темой и, к сожалению, часто недооцененной со стороны потребителей. Чистота воздуха влияет на ресурс оборудования, на частоту поломок, на конечный продукт, в конце концов. Почему же многие так легко отказываются от систем очистки воздуха? Они просто не видят ничего в воздухе, поэтому им кажется, что там ничего и нет.

Сжатый воздух загрязнен маслом, частицами и влагой. Про частицы мы поговорим отдельно. Беспокойство, как правило, вызывает масло. Выражение «Винтовой маслозаполненный компрессор» вызывает у многих тревогу и заставляет задумываться про безмасляные компрессоры.

На самом деле масла в воздухе винтового компрессора крайне мало, 3 мг на метр кубический. Для некоторых сфер применения, конечно, это может быть недопустимым, но это действительно очень мало.

Приведем пример. Допустим у нас есть компрессор мощностью 75 кВт, производительность у такого компрессора при давлении 8 бар будет 12,8 м³/мин.
Нетрудно посчитать, что в минуту будет 38,4 мг масла, в час 2304, а за восьмичасовую рабочую смену количество масла составит 18432, 18,4 грамм.
Представьте зрительно 18,4 грамм жидкости. Запомните эту картинку.

Теперь давайте посчитаем количество влаги. Содержание влаги в воздухе зависит от влажности воздуха и его температуры. Количество влаги может меняться в большом диапазоне значений, поэтому возьмем усредненное значение, опираясь на температуру воздуха 20 градусов Цельсия и влажность 80%, мы получим содержание влаги в воздухе в размере 13,8 г/м3. Не будем подробно разбирать как это считается, в интернете легко найти формулы и все необходимые данные. Таким образом, в минуту, при производительности компрессора 12,8 м³/мин мы получим 176,6 г, в час — 10598, а за восьмичасовую рабочую смену — 84787 г воды, 84,7 литра. Вспомните картинку с маслом. 18 грамм, теперь представьте 84 литра, это чуть больше, чем 4 бутылки воды в киллере в вашем офисе. Теперь представьте как вы выливаете каждый день четыре бутылки по 19 литров в ваше оборудование. И это только одна смена, а если вы работаете в 3 смены? Это будет уже 12 бутылок воды. Это очень много. Небольшое количество масла сделает эту воду еще более проблемной.

Какой можно сделать вывод? Не отмахивайтесь от осушителя, когда специалист по подбору компрессорного оборудования предложит его вам, это не рекламный трюк, это действительно важный элемент в цепочке оборудования.

Что такое «точка росы»?

В технической документации и в разговорах часто встречается словосочетание точка росы, как некая характеристика, относящаяся к влажности воздуха. Многие не понимают, что действительно означает значение точки росы, поэтому обсудим этот вопрос подробней. Технические формулировки вы и сами найдете в интернете, но, как показывает практика, многих они только запутывают, поэтому будем обсуждать эту тему своими словами, простым и понятным языком.

Точка росы — это температура, при которой влага, содержащаяся в воздухе конденсируется. Что в реальности это означает? У вас есть помещение, в котором установлено компрессорное оборудование, в нем температура воздуха, к примеру, 20 градусов Цельсия. После компрессора установлен осушитель холодильного типа с точкой росы +3˚C. Это означает, что если в вашем помещении температура воздуха не опустится ниже +3˚C, в сжатом воздухе не появится влага в капельном виде. Так же точка росы отображаем степень сухости воздуха. Есть таблица, в которой можно посмотреть содержание влаги в воздухе при разных значениях точки росы. При значении +3˚C содержание влаги будет 5,9г/м3. Мы говорим от точке росы под давлением, именно эту характеристику используют в компрессорном оборудовании.

Источник

Осушение сжатого воздуха: атмосферная точка росы (DP) и точка росы давления (PDP)

Осушение сжатого воздуха: атмосферная точка росы (DP) и точка росы давления (PDP)

1. Осушка сжатого воздуха является частью обработки воздуха:

— Фильтрация: частичное и аэрозольное удаление

— Осушка: удаление воды или водяного пара

— Адсорбция: сохранение некоторых компонентов (например загрязняющие вещества или очень мелких аэрозолей, но также водяного пара) на среднем уровне адсорбции

— Сепарация: распад на элементы (например., азотное извлечение используя мембраны, но также полная адсорбция остальных элементов).

Порог различных областей не всегда фиксированный. Например, сжатый воздух может также быть осушен адсорбционной системой, аналогично некоторые элементы могут быть отделены посредством адсорбции.

Общие методы осушения сжатого воздуха:

— Понижение температуры сжатого воздуха:

Понижение температуры принуждением конденсации водяного пара; последующее повторное нагревание приводит к недостаточно насыщенному сжатого воздуха

-à принцип осушки повторным охлаждением

— Адсорбция: удерживание влаги адсорбционными материалами снижает кол-во влаги в сжатом воздухе; циклическая регенерация адсорбционных материалов

-à принцип адсорбции

1. Цель осушки сжатого воздуха

Цель осушки сжатого воздуха заключается

в том, чтобы гарантировать что:

— исключение образования конденсата;

— препятствует росту микроорганизмов

— минимизация появления коррозии

2. Оценка содержания влаги в воздухе

a) Способность воздуха переносить водяную влагу не зависит от давления.

Температура 20°C

b) Способность воздуха переносить водяную влагу зависит от температуры.

— 20°C (температура воздуха / сжатый воздух) + 20°C

*Значения в соответствии с DIN – ISO 7183)

3. Точка росы и точка росы давления

Оба условия используются для индикации содержания влаги:

— Для атмосферного воздуха: точка росы (DP)

— Для сжатого воздуха: точка росы давления (PDP)

Точка росы (DP): Температура, при которой атмосферный воздух на 100% насыщен водяной влагой.

Если температура воздуха понижается ниже этого значения, то водяной пар превращается в конденсат.

Например туман / туманное образование: Атмосферный воздух охлаждается ниже водяного пара. Конденсационные капли становятся видимыми как туман или туманное образование.

Точка росы давления (PDP): Температура при которой сжатый воздух (p > 1 bar абсолютный) на 100 % насыщен водяной влагой. Если температура сжатого воздуха понижается ниже этого значения, водяной пар сконденсирует в воздухе.

Пример ресивер: теплый, насыщенный сжатый воздух в ресивере охлаждается ниже пропускной способности пара. Водяные капли на внутренней стенке ресивера скатываются и собираются в нижней части ресивера. Этот конденсат должен быть удален.

Фактическая влажность воздуха / сжатого воздуха при заданной температуре может быть описана кА “относительная влажность”. Это основывается на максимальной возможности переноса водяного пара воздухом при данной температуре. (смотри пункт 6, DIN ISO 7183):

Относительная влажность = фактическое кол-во водяного пара (g/m³) x 100 %

макс. Возможность переноса пара (g/m³)

Пример: Температура атмосферного воздуха 20°C

Макс. возможность переноса пара при 20°C 17.31 g/m³

Взвешенная относительная влажность (используя гидрометр) 60 %

Фактическое кол-во водяного пара = взвешенная относит. влажность x макс. возможность переноса водяного пара / 100 %

= 60 % x 17.31 g/m³ = 10.38 g/m³

Эта степень влажности (атмосферного)

воздуха должна иметь следующий результат:

Когда температура опускается до +12°C,

Вода конденсирует с макс. возможности

переноса водяного пара превышает

(следовательно точка росы находится

около 12°C в этом случае).

Источник

Что означает точка росы в осушителе

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

На практике используются специальные параметры, характеризующие влажность воздуха: относительная влажность, точка росы, абсолютная влажность.

На рис. 1 мы наглядно видим зависимость между точкой росы и влажностью.

Часто возникает вопрос, о какой точке росы идет речь, если она выражается отрицательной
температурой, ведь вода замерзает при температуре 0°С. Дело в том, что при отрицательных
температурах замеряют не точку образования конденсата, а точку образования инея.
Рассмотрим на примерах, как можно применить основные законы состояния газа и данные, приведенные в табл. 1, для оценки содержания влаги на выходе компрессора.

Пример 1.

Температура +25 °С, относительная влажность 65%. Сколько влаги содержится в 1 м3?
Относительная влажность может быть выражена формулой:

Относительная влажность = (А / В) х 100%,

Воспользовавшись данными таблицы 1 или рис. 1 и вышеприведенной формулой, определяем фактическое содержание воды в состоянии насыщения при +25°С, что соответствует 24 г/м3. Тогда искомое количество воды равно 24 г/м3 х 0,65 = 15,6 г/м3. При сжатии воздуха его способность удерживать влагу в виде пара зависит от степени уменьшения объема. Следовательно, если температура остается постоянной или существенно не возрастет, вода начнет конденсироваться.

На примере 2 рассмотрим, сколько останется влаги при сжатии воздуха в компрессоре и сколько ее выпадет в осадок в виде конденсата.

Пример 2.

10 м3 атмосферного воздуха при +15 °С и 65% относительной влажности сжимается до
избыточного давления 6 бар (7 бар абсолютного).

Сколько воды сконденсируется?

P1 x V1 = P2 x V2

V2 = (P1 x V1) / P2

Далее определяем, что 1,44 м3 воздуха при +15°С может удерживать максимум
13,04 г х 1,44 = 18,8 г влаги.

Таким образом, после сжатия 66 грамм воды выпадет в виде конденсата. Во избежание вредного воздействия, которое может оказать конденсат на состояние магистрали и работу пневматических элементов, его необходимо удалить, прежде чем сжатый воздух будет направлен к потребителю.

Рассмотрим, в чем же проявляются отрицательные факторы присутствия влаги в пневмосети:

— конденсат расширяет смазочное масло в используемых пневматических машинах, приводя к их быстрому износу, и увеличивает стоимость технического обслуживания;
— водные смеси эмульгируются с маслом, забивают протоки в пневматических инструментах, вызывая поломки;
— конденсат коррозирует линии подачи воздуха, образуя оксидные обломки или пыль, которые загрязняют пневматические устройства и приводят к их поломкам;
— при понижении температуры конденсат может замерзнуть в трубопроводах и вызвать разрывы;
— влага вызывает коррозию изделий, подвергнутых пескоструйной обработке с применением влажного воздуха;
— при покраске конденсат образует в краске неэстетичные кратеры, которые к тому же способствуют коррозии;
— в пневматическом транспорте порошкообразных материалов влажность вызывает блокировку или изменяет транспортируемый продукт;
— повышенная влажность приводит к преждевременной потере работоспособности элементов электропневматических систем управления (датчиков расхода воздуха, давления, температуры и т.п.);
— конденсат вреден в фармацевтической и пищевой промышленности;
— конденсат недопустим в воздухе, используемом для охлаждения литейных форм и пресс-форм для литья под давлением;
— в электронной промышленности может применяться только сухой воздух.

Для избежания нежелательных воздействий следует установить, до какой точки росы необходимо довести влажный воздух. При планировании подготовки сжатого воздуха для конкретного применения можно пользоваться соответствующими стандартами.

Международный стандарт DIN ISO 8573-1 (Таблица 2) устанавливает 6 классов чистоты воздуха и соответствующее каждому классу предельно допустимое содержание различных
видов примесей и содержание влаги.

Для отечественного оборудования существует аналогичный российский ГОСТ 17433-80. При выборе необходимого оборудования следует руководствоваться либо заданными предельно допустимыми значениями содержания примесей и влажности, либо, при отсутствии таких сведений, можно опираться на данные Таблицы 3, в которой указан рекомендованный набор оборудования для подготовки воздуха в зависимости от назначения сжатого воздуха.

2.УСТРОЙСТВА и МЕТОДЫ ОСУШКИ

Как мы уже рассмотрели в части 1, сжатие воздуха в компрессоре приводит к образованию конденсата, поэтому необходимо использовать дополнительный сепаратор для отделения влаги. Однако этого тоже недостаточно, поскольку сжатый воздух, расширяясь в оборудовании, охлаждается независимо от условий среды, что сопровождается дополнительным выделением конденсата (см. пример 1). Поэтому и встает вопрос об использовании специальных осушителей, обеспечивающих необходимую точку росы. Например, если осушитель имеет точку росы +3 °С, то дополнительное охлаждение сжатого воздуха до температуры не ниже + 3 °С не приведет к образованию конденсата.

Существуют различные методы осушки воздуха. На Рис. 2 представлен их схематичный обзор.

Осушка охлаждением.

Это наиболее широко применяемый в промышленности и наиболее экономичный тип осушителя. Стоимость такого осушителя в диапазоне производительностей от 3 до 20 м3/мин составляет примерно 15-20% от стоимости компрессорного оборудования. Сжатый воздух охлаждается хладагентом, а выпавший конденсат отводится.

1. Вход сжатого воздуха
2. Возвратный трубопровод хладагента
3. Теплообменник
4. Хладагент
5. Выход сжатого воздуха
6. Сепаратор конденсата
7. Отвод воды
8. Предварительный осушитель

Дополнительное сжатие.

Абсорбционный осушитель.

В абсорбционном осушителе пары воды химически поглощаются агентом, который в процессе осушки растворяется. Агентом является соль на основе NaCl. Упрощенная структура такого осушителя показана на рис. 4.

1. Осушенный сжатый воздух
2. Емкость
3. Соль
4. Отвод конденсата
5. Воздух от компрессора (влажный)
6. Сборник конденсата

Адсорбционный осушитель.

1. Сухой воздух
2. Контейнер осушки
3. Подогреватель
4. Вентилятор
5. Горячий воздух
6. Влажный воздух
3. Подогреватель
7. Распределитель

Мембранные осушители.

Мембранный осушитель состоит из пучка полых волокон, которые открыты для водяных
паров. Осушаемый воздух обтекает эти волокна. Осушка происходит за счет разницы давления между влажным воздухом внутри волокон и сухого воздуха, протекающего в обратном направлении (рис. 6).

1. Полое волокно
2. Воздух продувки
3. Вход влажного воздуха
4 Мембрана

Для управления обратной продувкой не потребляется электрическая энергия, что позволяет использовать такие осушители во взрывоопасных средах.

Одно из главных отличий от других осушителей заключается в следующем: мембранный
осушитель в определенной пропорции уменьшает влажность воздуха, тогда как рефрижераторный и адсорбционные осушители понижают точку росы. Недостатком мембранных осушителей является их низкая пропускная способность, и, как следствие, высокая стоимость.

Мы кратко рассмотрели различные типы осушителей.

На рисунке 7 наглядно представлены области их применения, в зависимости от пропускной способности и точки росы.
Как правило, фирмы-изготовители пневмоавтоматики и компрессорного оборудования gоставляют комплексные системы подготовки воздуха для различных областей применения. Готовые решения предлагают такие фирмы как FESTO, SMC, FIAC и др.

1. Адсорбционный осушитель
2. Мембранный осушитель
3. Рефрижераторный осушитель с расходом
до 1000 м3/час.

На рис. 8 представлена типовая схема компрессорной станции с осушителем холодильного типа.
На практике наибольшее распространение получили осушители рефрижераторного типа. Они экономичны, а «точка росы» + 3°С, как правило, достаточна для большинства применений.

1. Винтовой компрессор
2. Ресивер
3. Предохранительный клапан
4. Керамический фильтр (3 микрон)
5. Осушитель воздуха
6. Клапан BY-PASS
7.Абсорбирующий фильтр (0,01 микрон)
8. Угольный фильтр (0,003 микрона)
9. Сепаратор воды и масла
10. Клапан слива конденсата

На примере фирмы FIAC» более подробно рассмотрим устройство осушителя рефрижераторного типа (рис. 9).

Рис. 9

1. Холодильный компрессор
2. Конденсатор
3. Осушительный фильтр
4. Капиллярная трубка
5. Испаритель
6. Жидкостной сепаратор
7. Электроклапан by-pass
8. Устройство by-pass
9. Теплообменник воздух_ воздух
10. Отделитель конденсата
11. Клапан слива конденсата
12. Механический фильтр конденсата
13. Электроклапан слива конденсата
14. Вентилятор конденсатора
15. Панель управления
16. Датчик точки росы
17. Датчик конденсатора

В качестве примера в таблице 4 приводим характеристики осушителей модели DRY компании FIAC.

. Точка росы указана при температуре окружающей среды +25°С и параметрах входящего воздуха: температура +35°С, давление 7 Бар.

Указанные характеристики компрессора, включая точку росы, приведены для нормальных условий. Как правило, реальные условия работы компрессорной станции отличаются от нормальных, поэтому для правильного подбора осушителя необходимо учитывать поправочные коэффициенты, которые приведены в табл. 5-8.

Пример 3.

Необходимо подобрать осушитель воздуха для следующих условий:

— Производительность компрессора 3.000 литров в минуту;
— Рабочее давление на входе 9 бар;
— Температура окружающей среды + 30°С;
— Температура воздуха на выходе компрессора + 45°С;
— Точка росы + 3°С.

Поправочные коэффициенты для указанных условий будут соответственно равны:

Необходимая пропускная способность осушителя воздуха с учетом поправочных коэффициентов для заданной точки росы будет равна (производительность компрессора делится на все поправочные коэффициенты поочередно):

Ближайшее значение искомой производительности соответствует модели DRY 43 c производительностью 4300 л/мин. Таким образом, пропускная способность осушителя не всегда соответствует производительности компрессора, это надо обязательно учитывать при выборе элементов системы подготовки воздуха. Действительно, для нормальных условий подошла бы модель DRY 31 с пропускной способностью 3.100 литров в минуту. Как правило, потребитель, а нередко и продавец, именно так и подбирают осушитель, который в этом случае неспособен обеспечить необходимую точку росы. При высоких температурах входного воздуха рекомендуется дополнительно ставить предварительный охладитель, что позволяет использовать модель осушителя с более низкой пропускной способностью.

Конечно, объем журнальной статьи не позволяет исчерпывающе рассмотреть все вопросы, связанные с осушителями воздуха. Тем не менее, надеемся, что нам удалось предоставить
необходимые сведения для правильного понимания устройства и выбора осушителя воздуха.
Это очень важная, а подчас и просто необходимая составная часть компрессорной станции. В
наших следующих публикациях мы более подробно остановимся на других элементах систем
подготовки воздуха.

В статье использовались материалы, предоставленные компаниями FIAC, АДЛ, FESTO, SMC.

Статья предоставлена компанией «Промкомпрессор»

Источник