Úprava stlačeného vzduchu

Úprava stlačeného vzduchu

V současných technologických procesech hraje stále větší roli kvalita stlačeného vzduchu.

Jednou ze složek, jež výrazně ovlivňují tyto procesy, je zejména množství vodních částic obsažených ve stlačeném vzduchu, který se využívá ve výrobě. K odstranění vodních částic se v současné době stále častěji používají kondenzační sušičky, které vodu odstraňují tak, že se stlačený vzduch ochladí a po odloučení zkondenzované vody opět ohřeje.

Je naprosto zřejmé, že skutečně kvalitně upraveným stlačeným vzduchem lze ve výrobních procesech získat mnoho výhod. Mezi ně patří zejména nižší provozní náklady u veškerých pneumatických prvků, lepší kvalita výroby, delší životnost pneumatických dílů a zejména nižší provozní náklady na opravy a údržbu těchto prvků.

Společnost AGT Thermotechnik, kterou na českém trhu zastupuje společnost Schneider Bohemia, spol. s r. o., přichází s koncepcí úpravy stlačeného vzduchu, která je založena na využití tepelných výměníků vyráběných společností Alfa Laval. Ve své koncepci jde nejdále ze všech firem. Nabízí nejen odstranění vodních částic ze stlačeného vzduchu (na úroveň nižší než 6 g/m³) kondenzačními sušičkami, ale ve svém sortimentu jako jediná v současné době nabízí i mikrofiltry integrované přímo v odlučovači kondenzační sušičky. Tím je kromě výrazné úspory investičních nákladů na celkovou úpravu stlačeného vzduchu zajištěna i nepopiratelně lepší čistota za srovnatelných podmínek.

Výměníky tepla
Stlačený vzduch je veden do výměníku vzduch-vzduch, kde nastává výměna tepla mezi teplým stlačeným vzduchem vstupujícím do sušičky a mezi stlačeným vzduchem, který ze sušičky vystupuje a je studený. Při výměně tepla se předá energie a stlačený vzduch vstupující dovnitř je ochlazen na přibližně 17 °C. Naopak stlačený vzduch, který ze sušičky vystupuje, se ohřeje na přibližně 27 °C, což je velmi důležité k dosažení optimální relativní vlhkosti vzduchu a zároveň nutné pro další bezproblémové využití ve výrobním procesu.

Ochlazený vzduch proudí dále do výměníku vzduch-chladivo, kde se ochlazuje na teplotu rosného bodu +3 °C.

V popsaném procesu nastává vlivem ochlazování kondenzace, při níž se v celém systému tvoří vodní kapky, proudící společně se stlačeným vzduchem do odlučovače. Je důležité, aby měly co největší velikost, protože tak mohou být snadněji odlučovány.

Výměníky jsou deskové, vyrobené z korozivzdorné oceli. Mají dokonale hladkou vnitřní stěnu, čímž je zajištěn samočisticí efekt. Není proto nutné (až na výjimky) před tyto sušičky montovat filtr. Deskové výměníky jsou konstruovány s velmi malými proudovými kanály o velké ploše a o velké rychlosti turbulentního proudění vzduchu v jednotlivých kanálech. To umožňuje docílit extrémně velkého přenosu energie, který u jiných systémů v podstatě není možné při stejné velikosti výměníku zajistit; tak se výrazně úspoří prostor. Díky proudovému kanálu vytvářejí vodní částice, jež se tvoří při ochlazování, kapky o velikosti větší než 10 mm, které mohou být z odlučovače spolehlivě odváděny. Konstrukce těchto výměníků poskytuje možnost udržet konstantní tlakový rosný bod, zmenšit tlakové ztráty o 30 % ve srovnání s výměníky pracujícími na jiném principu, a co je nejdůležitější, dosáhnout dlouhodobě stabilních parametrů po celou dobu provozu bez nutnosti údržby. K další úspoře investičních a provozních nákladů vede i to, že před tyto výměníky obvykle není nutné montovat filtr.

Chladicí okruh
Okruh je standardně naplněn chladivem R134a, podle požadavku může být naplněn chladivem R404a. Tato média neškodí životnímu prostředí a nezpůsobují vznik ozonové díry. Okruh je složen mimo jiné z regulátoru horké páry s by-pasem, čímž je zajištěna konstantní regulace výkonu. Kondenzátor v systému je bez by-pasu, a proto je jeho výkon stabilní i v prostředí s velkou teplotou.

Koalescenční odlučovač
V procesu ochlazování ve výměnících se postupně snižuje tlakový rosný bod a tím kondenzují vodní částice ve stlačeném vzduchu. Výměníky mají vlastně vedlejší funkci – za co nejnižších provozních nákladů dosáhnout teploty rosného bodu a vytvořit pro odlučovač vodní kapky o co největší velikosti.

Odlučovač je složen ze tří částí, z nichž každá má nezastupitelnou úlohu. V cyklonovém odlučovači se při vysoké rychlosti odloučí 99 % vodních částic, které jsou ve stlačeném vzduchu obsaženy. Odlučovač funguje podobně jako odstředivka: při proudění vzduchu po spirále jsou na vnitřním plášti odlučovače zachytávány kapky, které stékají po jeho stěně do spodní části.

Další fází je zpomalení proudění v tzv. zklidňující části, kde je rychlost proudění snížena pod 1 m/s, čímž je způsobeno odloučení dalších částic. Následně proudí stlačený vzduch do koalescenční vložky, kde jsou poslední kapičky slučovány do větších kapek, které se mohou zachytit na vnitřní stěně a po ní stéci do spodní části odlučovače. Zde se veškeré vodní částice shromažďují, aby mohly být odváděny odváděčem kondenzátu.

Zabezpečením dokonalého odloučení kondenzátu (více než 99 %) je zajištěno dosažení tlakového rosného bodu +3 °C. U kondenzačních sušiček je velmi důležité, aby byly dokonale odloučeny vodní částice, které zkondenzovaly, a aby se nevracely zpět do systému, protože tím by se vlastně zpětně tento rosný bod zvyšoval. Trojstupňovým odlučováním je zmíněný předpoklad zajištěn, jsou-li ovšem dodrženy provozní podmínky. Danou konstrukcí je také o 20 % zvýšena rezerva při přetížení sušičky.

S-Paket
Společnost AGT Thermotechnik přišla s další výraznou inovací, kterou je umístění mikrofiltru přímo do odlučovače kondenzátu. Filtry je nutné pro jejich optimální funkci a životnost umístit na co nejchladnějším místě, proto se dříve umísťovaly za kondenzační sušičky. Tím, že se podařilo tento filtr integrovat přímo do odlučovače, tzn. na velmi chladné místo, získává uživatel množství výhod.

Jako variantní řešení je nabízen tzv. S-Paket, který je složen z vysoce výkonného mikrofiltru, jenž je umístěn na nejchladnějším místě v odlučovači. Plně nahrazuje mikrofiltr, který je běžně umísťován za kondenzační sušičku. Zbytkový obsah oleje a pevných částic se tak snižuje pod 0,01 mg/m3, a není tedy nutný žádný další filtr. Tento filtr je skládaný a má třikrát větší filtrační plochu než dříve používaný mikrofiltr. Tím, že je umístěn v nejchladnějším možném místě, jsou zaručeny optimální parametry filtrace a vlivem nižšího zatížení dvojnásobně dlouhá životnost ve srovnání s mikrofiltrem. Zároveň je značně snížena tlaková ztráta. Další částí S-Paketu jsou odlučovače kondenzátu: jeden odvádí kondenzát z odlučovače a druhý přímo z mikrofiltru. Standardem je digitální hlásič funkcí se světelnou indikací potřeby výměny filtru.

Výhody aplikace
Popsané řešení přináší mnoho výhod, zejména úsporu investičních nákladů o 15 % a o 50 % nižší tlakovou ztrátu oproti použití těchto filtrů vně sušičky. Dále je tím zajištěn jistý a bezpečný provoz a optimální kvalita stlačeného vzduchu. Prostřednictvím digitálního hlásiče získává uživatel přehled o aktuálním stavu v procesu sušení a o potřebě výměny filtru, včetně hlášení poruch na zařízení, které mohou být způsobeny např. nedodržením provozních podmínek.

Po odloučení vodních částic se vyčištěný chladný stlačený vzduch vrací zpět do výměníku vzduch-vzduch, kde se zahřeje na přibližně 27 °C. To je velmi důležité, protože jenom tak je možné dosáhnout optimální provozní teploty, a zároveň je to nezbytné pro dosažení relativní vlhkosti pod 40 %. Je totiž dokázáno, že má-li vzduch nižší relativní vlhkost než 40 %, nehrozí koroze. Rychlost postupu koroze začíná velmi rychle narůstat, je-li relativní vlhkost vzduchu vyšší než 50 %.

Uživatel má skutečnou záruku zajištění provozních parametrů kondenzační sušičky po celou dlouhou dobu její životnosti.

Společnost AGT Thermotechnik je jedním z předních světových výrobců kondenzačních sušiček ve světě. Je známa tím, že využívá nejnovější poznatky z oboru, jež velmi rychle zavádí do výroby. Donedávna byla součástí koncernu Alfa Laval; v současné době je součástí skupiny Schneider Druckluft GmbH.

Schneider Bohemia, spol. s r. o.
Sulkov 555, 330 21 Líně
okr. Plzeň-sever
tel.: 019/791 13 14, fax: 019/791 10 05
www.schneider-bohemia.cz
e-mail: info@schneider-bohemia.cz