Система осушения воздуха компрессора

В сжатом воздухе всегда содержатся различные примеси в виде твердых, жидких и газообразных (парообразных) включений, таких как конденсат, пыль, окалина, ржавчина, компрессорное масло и т.п. Все эти примеси оказывают крайне негативное воздействие на потребителей сжатого воздуха. Так, например, конденсат может вызывать коррозию трубопроводов пневматической магистрали. Кроме того, влага «разжижает» масло, используемое для смазки пневматического инструмента. Всего лишь капля конденсата, попадающая при покраске на окрашиваемую поверхность, заставляет заново переделывать всю работу. Не меньший вред наносят и твердые загрязняющие компоненты, которые приводят к абразивному износу элементов пневматического оборудования.

Поэтому воздух, произведенный масляным компрессором, для нормальной работы пневматического оборудования не годится. Его в обязательном порядке необходимо осушить (удалить влагу) и очистить (удалить масло и твердые частицы).

Таким образом, под подготовкой сжатого воздуха понимают его осушку (удаление влаги) и очистку (удаление масла и твердых частиц).

Несмотря на то, что подготовка воздуха необходима практически всегда, качество подготовки (качество сжатого воздуха) может быть различным. Оно определяется Стандартом DIN ISO 8573-1 (Подробнее>>). Стандарт устанавливает 6 классов чистоты воздуха и соответствующее каждому классу предельно допустимое содержание различных видов примесей.

В зависимости от требований к качеству сжатого воздуха используется то, или иное оборудование для его подготовки.

Одним из самых распространенных типов оборудования, использующихся для этих целей, является рефрижераторный осушитель. Рефрижераторные осушители сжатого воздуха, обеспечивающие температуру точки росы +3 о С, нашли широкое применение на промышленных предприятиях. Сам же метод такой осушки получил название «осушка охлаждением», т.е. сжатый воздух сначала охлаждается, а потом выделившийся при охлаждении конденсат отводится.

Устройство и принцип работы рефрижераторного осушителя

Рассмотрим устройство и принцип работы рефрижераторного осушителя. Осушитель состоит из двух контуров: воздуха и хладагента. Поступая в осушитель горячий влажный воздух, последовательно проходит через два теплообменника типа «воздух-воздух» (5) и «воздух-хладагент» (4).
В теплообменнике «воздух-воздух» входящий теплый и влажный воздух передает тепло выходящему, сам при этом частично охлаждаясь.

Поэтому, система охлаждения может работать с меньшей мощностью, экономя, таким образом, до 40-50% энергии. Далее в теплообменнике «воздух-хладагент» (испарителе), уже хладагент (фреон R134A или R404A) кипит и забирает тепло сжатого воздуха. В процессе охлаждения происходит образование конденсата, после чего холодный воздух попадает в отделитель конденсата центробежного типа (6). Здесь под действием центробежных сил частицы конденсата оседают на боковой поверхности сепаратора, стекают на дно и в автоматическом режиме удаляются при помощи электроклапана сброса конденсата. Циркуляцию в осушителе хладагента обеспечивает холодильный компрессор (1). После компрессора сжатого воздуха сжатый и нагретый хладагент проходит через конденсатор (2), представляющий собой систему медных трубок, погруженных в пластинчатую структуру из алюминия. В конденсаторе хладагент охлаждается. Чтобы повысить эффективность охлаждения, на конденсаторе установлен осевой вентилятор (7). Далее, хладагент проходит через капиллярную трубку (3), где за счет сужения диаметра трубки происходит уменьшение давления хладагента и, соответственно, его охлаждение перед испарителем.

Контроль температуры точки росы осуществляется специальным датчиком. Кроме того, в осушителе имеется система by-pass горячего газа (ее контур на схеме находится над холодильным компрессором). Эта система служит для исключения понижения температуры в испарителе ниже 0 оС и образования в нем льда. При понижении температуры в испарителе до минимально допустимого значения, электроклапан направляет хладагент по контуру by-pass в обход конденсатора. Горячий хладагент сразу поступает в испаритель, предотвращая его обледенение.

Рассмотренное выше конструктивное исполнение рефрижераторного осушителя не единственное, но наиболее часто встречающееся на практике. А общий принцип работы рефрижераторных осушителей примерно одинаков у большинства производителей.

Основы расчета и выбора рефрижераторного осушителя

Выбор и расчет рефрижераторного осушителя осуществляется на основании его технических характеристик и с учетом корректирующих коэффициентов. Важно помнить, что технические характеристики осушителя, указанные в каталогах, соответствуют номинальным условиям. Например, если в характеристиках указано, что номинальная производительность осушителя составляет 1200 л/мин, то это означает следующее. Осушитель обеспечит заявленную температуру точки росы +3 о С при прохождении через него 1200 л/мин воздуха, имеющего давление на входе в осушитель 7 бар, температуру на входе в осушитель +35 о С, а температура окружающей среды при этом составляет +25 о С.

Таким образом, для выбора осушителя необходимо учитывать три основных параметра:

• давление сжатого воздуха на входе в осушитель;
• температуру сжатого воздуха на входе в осушитель;
• температуру окружающей среды.

Бар	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Коэф.	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 — поправочный коэффициент в зависимости от рабочего давления

Температура окружающей среды, о С	25	30	35	40	45
Коэффициент	1,00	0,95	0,88	0,78	0,70

k₂ — поправочный коэффициент в зависимости от температуры окружающей среды
Табли ца 3.

Температура воздуха, о С	30	35	40	45
Коэффициент	1,20	1,00	0,82	0,67

k₃ — поправочный коэффициент в зависимости от температуры воздуха на входе в осушитель

Температура точки росы, о С	3	4	5	6	7	8	9	10
Коэффициент	1	1,02	1,05	1,07	1,1	1,12	1,15	1,18

Изменение любого из этих параметров может оказать существенное влияние на качество осушки. Поэтому при выборе осушителя используют таблицы корректирующих коэффициентов.

Пример. Определим, как изменится производительность осушителя при давлении сжатого воздуха на входе в осушитель 8 бар, температуре окружающей среды +25 о С, температуре воздуха на входе в осушитель +45 о С. Какое количество воздуха сможет эффективно обработать осушитель, чтобы обеспечить температуру точки росы +3 о С?
Рассмотрим в качестве примера рефрижераторный осушитель TDRY 12. Данный осушитель имеет номинальную производительность (производительность при номинальных условиях) 1200 л/мин.

Действительная производительность осушителя в зависимости от рабочих условий определяется так:
Q_дейст = Q_ном х k₁ x k₂ x k₃ x k₄
Произведя расчет, получим, что при заданных условиях действительная производительность осушителя TDRY 12 составляет 852 л/мин. Это почти на 30% меньше номинальной производительности 1200 л/мин! Полученное значение 852 л/мин говорит о том количестве воздуха, обработав которое осушитель обеспечит требуемую температуру точки росы +3 о С.

Изменим условие задачи и определим, какой необходим осушитель, чтобы для заданных условий обеспечить требуемую температуру точки росы +3 о С при расходе воздуха 1200 л/мин?

Выполнив расчет, получим, что минимальная производительность осушителя должна быть 1689 л/мин, т.е. в данном случае необходим осушитель TDRY 18.

Очевидно, что при повышении температуры сжатого воздуха на входе в осушитель его действительная производительность будет еще ниже. Поэтому, выбирать осушитель только по номинальной производительности без учета корректирующих коэффициентов нельзя. А ведь часто выбор осушителя осуществляется именно так, и в результате осушитель не в состоянии обеспечить необходимую температуру точки росы.

Таким образом, при выборе рефрижераторного осушителя важно учитывать, что более высокое давление на входе в осушитель, в целом положительно, а более высокой температуры сжатого воздуха на входе в осушитель и более высокой температуры окружающей среды желательно избегать.

Полезные советы, касающиеся подготовки сжатого воздуха

Существует несколько простых правил, позволяющих оптимизировать процесс подготовки сжатого воздуха.

1. Всасываемый промышленным воздушным компрессором воздух должен иметь как можно более низкую температуру. Чем ниже температура всасываемого воздуха, тем меньше в ней содержится влаги.

2. Сжатый воздух, выходящий из рефрижераторного осушителя, не должен охлаждаться ниже температуры точки росы +3 о С! Иными словами, прокладка пневматической магистрали на улице или в неотапливаемом зимой помещении недопустима. При понижении температуры сжатого воздуха ниже температуры точки росы, произойдет повторное выделение конденсата.

3. Не следует делать скрытую проводку, т.е. прокладывать пневматическую магистраль в полу и стенах (даже в отапливаемых помещениях).

4. Подготовку сжатого воздуха рекомендуется проводить по возможности непосредственно перед потребителями.

Эксплуатация компрессорного оборудования связана с использованием сжатого воздуха для его работы. Вырабатываемый компрессорной установкой, он насыщается влагой. Один из этапов воздухоподготовки это осушение. Специальные устройства по удалению влаги являются промежуточным, но обязательным звеном в очистке воздушного потока, создаваемого компрессором.

Откуда влага в компрессорном воздухе

Поступающий в установку поток сам по себе содержит некоторое количество жидкости. В процессе сжатия она никуда не девается. Поэтому расходуемый воздух несет в себе и влагу, проникая в капельном виде во все элементы системы. Это недопустимо, в частности, для проведения окрасочных работ, а также для работы приборов медицинского характера. Капельки жидкости провоцируют брак и при пескоструйных работах. Понижается износостойкость оборудования. Поэтому осушитель для компрессора считается необходимым элементом пневмосети.

Последствия наличия в сжатом воздухе влаги

Негативные последствия, которые вызывает влага в воздухе:

• образование водных маслянистых эмульсий, засоряющих пневмоинтсрумент;
• преждевременный физический износ деталей;
• возникновение коррозийных процессов на пути подачи сжатого воздуха;
• нарушение технологии покраски, ее качества;
• сбои в работе узлов системы управления пневматических устройств, пр.

Зачем нужны осушители

Одной из основных характеристик качества сжатого воздуха является его влажность. Осушители используются, как дополнительное оборудование, удаляющее ее излишки. Способствуют увеличению эффективности эксплуатации компрессорных установок, экономии расходов на их техническое обслуживание.

Внимание! Применение осушителей для компрессоров удлиняет безремонтный период их работы.

Приборы оснащены специальными резервуарами для сбора отводимого конденсата, что препятствует появлению коррозии в конденсаторе. Капельки жидкости образуются при контакте пара с охлажденными поверхностями. Осушители, изготовленные на промышленной основе, работают в автоматическом режиме, изготавливаются из экологичных материалов и сырья. Представлены широкой линейкой моделей под разное рабочее давление. При особых условиях подготовки воздуха приборы, утилизирующие влагу из воздуха, поддерживают работу компрессорной техники на высоком уровне.

Функции осушителя направлены на то, чтобы предотвратить:

• загрязнение воздуха вредными субстанциями, в т.ч. следами масел;
• образование ржавчины;
• падение давления;
• пропускание воздуха;
• образование твердого остатка в системе прохождения компрессорного потока;;
• ухудшение товарных свойств конечного продукта и брака;
• выход из строя пневмосистем и последующий дорогостоящий их ремонт.

Градация осушителей для компрессоров

В основном, в установках используются два основных принципа работы: охлаждение и адсорбция. Но есть еще и другие разновидности осушения для компрессоров:

• с повышением внешней температуры;
• без разогрева;
• с внутренним нагревом;
• дополнительным нагревом и механическоой вентиляцией, пр.

Выбор обсушивающей воздух установки проводится с учетом значения точки росы при заданном давлении, а также характеристик:

• температуры внешнего воздуха и воды, при водяном охлаждении.
• воздушный напор на выходе;
• максимального объема обрабатываемого воздуха (м.куб./мин);
• интенсивности эксплуатации;
• области применения;
• цены.

Устройство сушки воздуха для компрессора: бюджетная модель своими руками

Чтобы лакокрасочное покрытие получилось гладким, однородным, без дефектов можно в домашних условиях изготовить осушитель воздуха для компрессора своими руками из подручных материалов.

Способ #1

• В качестве резервуара используется газовый баллон.
• Он разрезается в поперечном сечении болгаркой, чтобы получилась разборная конструкция.
• Эксплуатироваться будет в перевернутом вертикальном положении. При этом запорная арматура (краник) располагается снизу.
• В верхней части баллона при помощи сварки вваривается строго горизонтально, с небольшим смещением к одной из стенок баллона, входящий патрубок с резьбой на концах.
• Это позволит поступающему внутрь под давлением воздуху создавать крутящиеся струи непосредственно у стенок.
• Выходной кусок трубки приваривается уже строго по центру вверху баллона. При этом по длине труба составляет около 2/3 длины резервуара.
• В качестве фильтрующего элемента внутрь насыпается отходы токарного производства (стружка).
• На выходном конце устанавливается сетчатый фильтр.

Способ #2

Можно изготовить фильтрующий элемент освобождения сжатого воздуха от влаги для качественной покраски гаражной техники по второму варианту, использовав силикагель.

Внимание! Гель твёрдой фракции поликремневой кислоты является веществом, активно впитывающим влагу. Поглощает не только пары жидкости, но и растворители органического происхождения в газообразном состоянии, пр. Используется для туалетов (кошачьих).

• отрезок трубы длиной 0,65 – 0,7 м и сечением 100 мм.
• листовой металл (толщина 3 мм);
• металлическая сетка;
• огнетушитель б/у;
• крепежные детали.

• От трубы отрезается кусок с ровными краями по длине 50-55 см.
• С одного края (это будет верх) выполняется выемка прямоугольной формы размером 10х5 см на стенке трубы. Отверстие должно перекрываться сеткой и ориентироваться на ее размеры.
• Такой же разрез наносится диагонально с другой стороны трубы.
• На оба выреза примеряются два куска сетки и прихватываются сваркой, чтобы верхние края вставки и корпуса строго совпадали.
• Оставшийся полый цилиндр трубы разрезается вдоль пополам болгаркой.
• Эти фрагменты накладываются сверху и привариваются уже основательно крепким швом.
• Так как железо довольно толстое, то для сварочных работ лучше подойдет ручная дуговая сварка. Она гораздо лучше, чем тот же полуавтомат, делает швы на железе.
• Должна получиться цилиндрическая конструкция с полуцилиндрическими выпуклостями на обоих краях.
• На огнетушителе откручивается пробка.
• Отрезается горлышко и резьба на нем.
• Крышка огнетушителя освобождается от ненужных деталей. Все отверстия в ней плотно заделываются.
• Эту отрезанную часть с резьбой приваривается к верхнему краю будущего фильтра.
• Для устойчивого положения конструкция с противоположного (нижнего) края оборудуется основанием: кусок железа размером 35-35 см или других параметров приваривается ко дну фильтра.
• Чтобы закрыть полуцилиндрические выступающие части снизу и сверху из металла вырезаются три фрагмента в виде полукруга. Кривая кромка округлого края должна соответствовать диаметру трубы. Нужно, чтобы полукруглые детали плотно прилегали к трубе и закрывали не заваренные участки.
• Для фиксации таких накладок в двух из них вырезаются отверстия под болты (в тех, что будут находиться сверху). Третий (глухой) фрагмент приваривается снизу.

В результате получается устройство, содержащее в верхней части засыпную горловину и редуктор. Внизу – соединительный патрубок для забора воздуха. Вся конструкция опирается на устойчивое основание. Она обязательно проверяется на герметичность путем подключения компрессора. При нормальном исходе в горловину насыпается силикагель до отметки нижнего края верхней сетки. Подключаются шланги, и осушитель готов к работе.

Самодельный осушитель воздуха – недорогой вариант удаления конденсата из воздушного потока и повышения качества работ.

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.