Главная › Новости

Группа компаний Сигма-СИ

Опубликовано: 15.10.2018

ХНУРЕ ZIP- квест для першокурсників 2014 року

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 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. 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 +3оС, 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» и «воздух-хладагент».

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.

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.

После компрессора 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.

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 +3оС при прохождении через него 1200 л/мин воздуха, имеющего давление на входе в осушитель 7 бар, температуру на входе в осушитель +35оС, а температура окружающей среды при этом составляет +25оС.

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.

Таблица 1

k1 - поправочный коэффициент в зависимости от рабочего давления

Таблица 2

k2 - ппоправочный коэффициент в зависимости от температуры окружающей среды

Таблица 3

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

Таблица 4

k4 - поправочный коэффициент в зависимости от температуры точки росы

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 +25оС, температуре воздуха на входе в осушитель +45оС. Какое количество воздуха сможет эффективно обработать осушитель, чтобы обеспечить температуру точки росы +3оС? 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:

Qдейст = Qном 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 +3оС.

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

Выбор осушителя с учетом условий эксплуатации осуществляется на основании следующей формулы:

Qmin = Qтреб /(k1 x k2 x k3 x k4)

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 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 +3оС! 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.