У стислому повітрі завжди містяться різні домішки у вигляді твердих, рідких і газоподібних (пароподібні) включень, таких як конденсат, пил, окалина, іржа, компресорне масло і т.п. Всі ці домішки роблять украй негативний вплив на споживачів стисненого повітря. Так, наприклад, конденсат може викликати корозію трубопроводів пневматичної магістралі. Крім того, волога «розріджує» масло, яке використовується для змащення пневматичного інструменту. Всього лише крапля конденсату, яка потрапляє при фарбуванні на поверхню, змушує заново переробляти всю роботу. Чи не меншої шкоди завдають і тверді забруднюючі компоненти, які призводять до абразивного зносу елементів пневматичного обладнання.

Тому повітря, вироблений масляним компресором , Для нормальної роботи пневматичного обладнання не годиться. Його в обов'язковому порядку необхідно осушити (видалити вологу) і очистити (видалити масло і тверді частинки).

Таким чином, під підготовкою стисненого повітря розуміють його осушення (видалення вологи) і очищення (видалення масла і твердих частинок).

Незважаючи на те, що підготовка повітря необхідна практично завжди, якість підготовки (якість стисненого повітря) може бути різним. Воно визначається Стандартом DIN ISO 8573-1 ( Детальніше >> ). Стандарт встановлює 6 класів чистоти повітря і відповідне кожному класу гранично допустимий вміст різних видів домішок.

Залежно від вимог до якості стисненого повітря використовується то, або інше обладнання для його підготовки.

Одним з найбільш поширених типів обладнання, що використовуються для цих цілей, є рефрижераторний осушувач. Рефрижераторні осушувачі стисненого повітря, що забезпечують температуру точки роси + 3оС, знайшли широке застосування на промислових підприємствах. Сам же метод такої осушки отримав назву «осушення охолодженням», тобто стиснене повітря спочатку охолоджується, а потім виділився при охолодженні конденсат відводиться.
Пристрій і принцип роботи рефрижераторного осушувача

Розглянемо пристрій і принцип роботи рефрижераторного осушувача. Осушувач складається з двох контурів: повітря і холодоагенту. Поступаючи в осушувач гарячий вологий повітря, послідовно проходить через два теплообмінники типу «повітря-повітря» (5) і «повітря-холодоагент» (4).
В теплообміннику «повітря-повітря» входить тепле і вологе повітря передає тепло виходить, сам при цьому частково охолоджуючись.

Тому, система охолодження може працювати з меншою потужністю, економлячи, таким чином, до 40-50% енергії. Далі в теплообміннику «повітря-холодоагент» (випарнику), вже холодоагент (фреон R134A або R404A) кипить і забирає тепло стисненого повітря. У процесі охолодження відбувається утворення конденсату, після чого холодне повітря потрапляє в відділювач конденсату відцентрового типу (6). Тут під дією відцентрових сил частинки конденсату осідають на бічній поверхні сепаратора, стікають на дно і в автоматичному режимі видаляються за допомогою електроклапана скидання конденсату. Циркуляцію в осушувачі холодоагенту забезпечує холодильний компресор (1). після компресора стисненого повітря стислий і нагрітий холодоагент проходить через конденсатор (2), що представляє собою систему мідних трубок, занурених в пластинчасту структуру з алюмінію. У конденсаторі холодоагент охолоджується. Щоб підвищити ефективність охолодження, на конденсаторі встановлений осьовий вентилятор (7). Далі, холодоагент проходить через капілярну трубку (3), де за рахунок звуження діаметра трубки відбувається зменшення тиску холодоагенту і, відповідно, його охолодження перед випарником.

Контроль температури точки роси здійснюється спеціальним датчиком. Крім того, в осушувачі є система by-pass гарячого газу (її контур на схемі знаходиться над холодильним компресором). Ця система служить для виключення зниження температури в випарнику нижче 0 ° С і освіти в ньому льоду. При зниженні температури в випарнику до мінімально допустимого значення, електроклапан направляє холодоагент по контуру by-pass в обхід конденсатора. Гарячий холодоагент відразу надходить у випарник, запобігаючи його обмерзання.

Розглянуте вище конструктивне виконання рефрижераторного осушувача не єдине, але найбільш часто зустрічається на практиці. А загальний принцип роботи рефрижераторних осушувачів приблизно однаковий у більшості виробників.
Основи розрахунку і вибору рефрижераторного осушувача
Вибір і розрахунок рефрижераторного осушувача здійснюється на підставі його технічних характеристик і з урахуванням коригуючих коефіцієнтів. Важливо пам'ятати, що технічні характеристики осушувача, зазначені в каталогах, відповідають номінальним умовам. Наприклад, якщо в характеристиках зазначено, що номінальна продуктивність осушувача становить 1200 л / хв, то це означає наступне. Осушувач забезпечить заявлену температуру точки роси + 3оС при проходженні через нього 1200 л / хв повітря, що має тиск на вході в осушувач 7 бар, температуру на вході в осушувач + 35оС, а температура навколишнього середовища при цьому становить +25 оС.

Таким чином, для вибору осушувача необхідно враховувати три основних параметра:

• тиск стисненого повітря на вході в осушувач;
• температуру стисненого повітря на вході в осушувач;
• температуру навколишнього середовища.

Таблиця 1.

Бар 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Коеф. 0,54 0,67 0,77 0,85 0,93 1,00 1,06 1,11 1,15 1,18 1,21 1,23 1,25 1,27 1,28 k1 - поправочний коефіцієнт в залежно від робочого тиску

Таблиця 2.

Температура навколишнього середовища, оС 25 30 35 40 45 Коефіцієнт 1,00 0,95 0,88 0,78 0,70 k2 - поправочний коефіцієнт в залежності від температури навколишнього середовища
Табли ца 3. Температура повітря, оС 30 35 40 45 Коефіцієнт 1,20 1,00 0,82 0,67 k3 - поправочний коефіцієнт в залежності від температури повітря на вході в осушувач

Таблиця 4.

Температура точки роси, оС 3 4 5 6 7 8 9 10 Коефіцієнт 1 1,02 1,05 1,07 1,1 1,12 1,15 1,18

Зміна будь-якого з цих параметрів може зробити істотний вплив на якість осушення. Тому при виборі осушувача використовують таблиці коригуючих коефіцієнтів.

Приклад. Визначимо, як зміниться продуктивність осушувача при тиску стисненого повітря на вході в осушувач 8 бар, температурі навколишнього середовища + 25 ° С, температурі повітря на вході в осушувач + 45оС. Яка кількість повітря зможе ефективно обробити осушувач, щоб забезпечити температуру точки роси + 3оС?
Розглянемо як приклад рефрижераторний осушувач TDRY 12. Даний осушувач має номінальну продуктивність (продуктивність при номінальних умовах) 1200 л / хв.

Насправді ж продуктивність осушувача в залежності від робочих умов визначається так:
Q дейст = Q ном х k 1 xk 2 xk 3 xk 4
Провівши розрахунок, отримаємо, що при заданих умовах дійсна продуктивність осушувача TDRY 12 становить 852 л / хв. Це майже на 30% менше номінальної продуктивності 1200 л / хв! Отримане значення 852 л / хв говорить про ту кількість повітря, обробивши яке осушувач забезпечить необхідну температуру точки роси + 3оС.

Змінимо умову задачі і визначимо, який необхідний осушувач, щоб для заданих умов забезпечити необхідну температуру точки роси + 3оС при витраті повітря 1200 л / хв?

Вибір осушувача з урахуванням умов експлуатації здійснюється на підставі наступної формули:
Q min = Q треб / (k 1 xk 2 xk 3 xk 4)

Виконавши розрахунок, отримаємо, що мінімальна продуктивність осушувача повинна бути 1 689 л / хв, тобто в даному випадку необхідний осушувач TDRY 18.

Очевидно, що при підвищенні температури стисненого повітря на вході в осушувач його дійсна продуктивність буде ще нижче. Тому, вибирати осушувач тільки за номінальною продуктивності без урахування коригуючих коефіцієнтів не можна. Але ж часто вибір осушувача здійснюється саме так, і в результаті осушувач не в змозі забезпечити необхідну температуру точки роси.

Таким чином, при виборі рефрижераторного осушувача важливо враховувати, що більш високий тиск на вході в осушувач, в цілому позитивно, а більш високої температури стисненого повітря на вході в осушувач і більш високої температури навколишнього середовища бажано уникати.
Корисні поради, що стосуються підготовки стисненого повітря
Існує кілька простих правил, що дозволяють оптимізувати процес підготовки стисненого повітря.

1. Усмоктуваний промисловим повітряним компресором повітря повинне мати якомога нижчу температуру. Чим нижче температура всмоктуваного повітря, тим менше в ній міститься вологи.

2. Стисле повітря, що виходить з рефрижераторного осушувача, не повинен охолоджуватися нижче температури точки роси + 3оС! Іншими словами, прокладка пневматичної магістралі на вулиці або в неопалюваному взимку приміщенні неприпустима. При зниженні температури стисненого повітря нижче температури точки роси, відбудеться повторне виділення конденсату.

3. Не слід робити приховану проводку, тобто прокладати пневматичну магістраль в підлозі і стінах (навіть в опалювальних приміщеннях).

4. Підготовку стисненого повітря рекомендується проводити по можливості безпосередньо перед споживачами.

Повернення до списку