Stlačený vzduch – okruh stlačeného vzduchu

Centrální zásobování stlačeným vzduchem ISO 8573-1 vyžaduje potrubní okruh, který dodává stlačený vzduch k jednotlivým zařízením. Tento okruh musí splňovat různé podmínky, aby byl zaručen spolehlivý a hospodárný provoz zařízení:

– Dostatečný objemový průtok. Každé zařízení v okruhu musí být vždy zásobováno požadovaným objemovým průtokem.

– Potřebný pracovní tlak. Každé zařízení v okruhu musí mít vždy potřebný tlak vzduchu.

– Kvalita stlačeného vzduchu. Každé zařízení v okruhu musí mít vždy k dispozici stlačený vzduch požadované kvality.

– Nízká tlaková ztráta. Tlaková ztráta v okruhu musí být z ekonomických důvodů co nejnižší.

– Bezpečný provoz. Přívod stlačeného vzduchu by měl být pokud možno zajištěn. Pokud dojde k poškození vedení, nesmí opravy a údržba vyřadit z provozu celý okruh.

– Bezpečnostní pravidla. Příslušná bezpečnostní pravidla musí být vždy dodržována, aby se předešlo nehodám a z nich vyplývajícím právům na odvolání.

Potrubní okruh se skládá z jednotlivých úseků. To umožňuje ideální spojení mezi kompresorem a závislými zařízeními.

Hlavní potrubí spojuje kompresorovou stanici s úpravnou stlačeného vzduchu a sběračem stlačeného vzduchu. K hlavnímu vedení jsou připojeny rozvody. Hlavní vedení musí mít takovou velikost, aby umožňovalo dodávat celý výkon kompresorové stanice nyní i v blízké budoucnosti a s minimální ztrátou tlaku. Tlaková ztráta Δp v hlavním potrubí by neměla být vyšší než 0,04 bar.

Rozvody jsou vedeny celým provozem a přivádějí stlačený vzduch k zařízením. Pokud je to možné, měly by mít vždy podobu kruhového vedení. Tím se zvyšuje hospodárnost a bezpečnost provozu linky jako celku. Tlaková ztráta Δp v rozvodech by neměla být vyšší než 0,03.

Kruhové vedení tvoří uzavřený rozvodný kruh. Jednotlivé úseky sítě je možné izolovat, aniž by se přerušila dodávka stlačeného vzduchu do jiných oblastí. To poskytuje jistotu, že stlačený vzduch bude k dispozici pro většinu zařízení, a to i při provádění servisních prací, oprav a rozšiřování. Pokud je stlačený vzduch přiváděn přes rozvodný kruh, má stlačený vzduch kratší cestu než v případě odboček. To znamená, že je zapotřebí nižší tlaková ztráta Δp. Při dimenzování kruhového vedení lze počítat s poloviční délkou průtočného potrubí a polovičním objemovým průtokem, což umožňuje menší rozměry potrubí.

Rozvody jsou vedeny po celém provozu a přivádějí stlačený vzduch do blízkosti zařízení. Mohou mít také podobu odbočky. Tlaková ztráta Δp v rozvodech by neměla být větší než 0,03 bar.

Odbočky z větších rozvodů nebo z hlavního vedení končí u spotřebiče. Odlehlé spotřebiče mohou

se dodávají prostřednictvím odboček. Je také možné dodávat kompletní systém stlačeného vzduchu s odbočkami. Jejich výhodou je, že potřebují méně materiálu než kruhová vedení. Jejich nevýhodou je však také to, že musí mít větší rozměry než kruhová vedení a často způsobují vysoké tlakové ztráty. Odbočky by měly být vždy vybaveny zpětným ventilem, který je může od systému oddělit. Díky tomu je možné provádět údržbu a opravy

usnadnit práci. Připojovací vedení vycházejí z rozvodů. Ty zásobují spotřebiče stlačeným vzduchem. Protože zařízení pracují s různými tlaky, je obvykle nutné před zařízení instalovat servisní jednotku s regulátorem tlaku. Tlak v síti je regulátorem snížen na pracovní tlak zařízení. Pokud je stlačený vzduch předem upraven, nejsou zapotřebí servisní jednotky zahrnující filtry, odlučovače, regulátory a olejovače. Tlaková ztráta Δp v připojovacích vedeních by neměla být vyšší než 0,03 bar.

Pro průmyslové aplikace je doporučená velikost potrubí DN 25 ( 1″ ). Tato velikost nemá téměř žádné cenové nevýhody ve srovnání s menšími velikostmi a téměř vždy zaručuje spolehlivou dodávku stlačeného vzduchu. Spotřební zařízení vyžadující až 1800 l/min lze zásobovat potrubím o délce až 10 m téměř bez tlakových ztrát.

Vedení stlačeného vzduchu by mělo být pokud možno přímé. V rozích, kterým se nelze vyhnout, nepoužívejte kolena a T-kusy. Dlouhé oblouky a Y-kusy zajišťují lepší podmínky pro proudění, a tedy menší tlakové ztráty Dp. Mělo by se také zabránit náhlým změnám průměru potrubí kvůli vysoké tlakové ztrátě, kterou to způsobuje. Velké potrubní systémy by měly být rozděleny na několik úseků, z nichž každý by měl být vybaven zpětným ventilem. Je důležité, aby bylo možné oddělit části systému, zejména při kontrolách, opravách a přestavbách. V některých situacích může být výhodné mít druhý kompresor, který bude systém zásobovat z jiného místa. Tím se zkrátí vzdálenost, kterou musí stlačený vzduch urazit. V důsledku toho je tlaková ztráta Δp nižší. Hlavní vedení a velké rozvody by měly být svařeny pomocí V-švů. To znamená, že uvnitř potrubí nejsou žádné ostré hrany a body. V potrubí je proto menší odpor a snižuje se zatížení filtrů a nářadí odloučenými částicemi svařovaného kovu.

Potrubí bez sušičky stlačeného vzduchu

Stlačení způsobuje, že voda ve vzduchu vytváří kapičky (kondenzát). Pokud není stlačený vzduch předem upraven pomocí sušičky stlačeného vzduchu, je třeba počítat s vodou v celé potrubní síti. V této situaci je třeba při instalaci potrubí dodržovat různé pokyny, aby nedošlo k poškození spotřebičů.

– Teplotní gradienty. Pokud je to možné, mělo by být vedení stlačeného vzduchu vedeno tak, aby se vzduch při průchodu neochlazoval. Vzduch by se měl ohřívat postupně. Pokud je absolutní vlhkost konstantní, relativní vlhkost pak klesá. Kondenzát se pak nebude moci tvořit.

– Potrubí s gradienty. Potrubí musí být položeno se sklonem přibližně 1,5 – 2 % ve směru proudění. Zkondenzovaná voda v potrubí se pak bude shromažďovat v nejnižším bodě potrubí.

– Svislé hlavní vedení. Hlavní vedení přímo za přijímačem stlačeného vzduchu by mělo stoupat svisle. Kondenzát, který vzniká při ochlazování, pak může stékat zpět do přijímače.

– Odvod kondenzátu. Odvod kondenzátu musí být instalován v nejnižších bodech systému, aby bylo možné kondenzát odvádět.

– Připojovací vedení. Připojovací vedení se musí rozvětvovat směrem nahoru ve směru proudění. Potrubí zde musí být co nejpřímější, aby nedocházelo ke zbytečným tlakovým ztrátám.

– Kování. Vždy by měla být instalována servisní jednotka s filtrem, odlučovačem vody a redukčním ventilem. V závislosti na použití může být zapotřebí také maznice stlačeného vzduchu.

Potrubní systém se sušičkou stlačeného vzduchu

Pokud je v systému nainstalována sušička stlačeného vzduchu s vhodným filtrem, lze upustit od mnoha opatření proti kondenzátu.

– Potrubí. Potrubí lze položit vodorovně, protože v systému již není téměř žádná voda. Další opatření týkající se způsobu pokládky vedení jsou rovněž zbytečná.

– Odvod kondenzátu. Odvody kondenzátu jsou instalovány pouze u filtrů, přijímače stlačeného vzduchu a sušičky.

– Připojovací vedení. Spojovací vedení lze spojit svisle dolů pomocí T-kusů.

– Kování. Na spotřebičích musí být namontovány pouze redukční ventily. V závislosti na použití může být vyžadováno mazání. To výrazně snižuje cenu instalace. Někdy i zde ušetřené peníze ospravedlňují instalaci sušičky stlačeného vzduchu.

Dimenzování potrubí

Správné dimenzování potrubí v systému má velký význam pro hospodárný provoz. Potrubí s příliš malým průměrem způsobuje vysoké tlakové ztráty. Tyto ztráty musí být kompenzovány vysokým stlačením, aby byl zaručen výkon spotřebičů. Hlavní faktory ovlivňující ideální vnitřní průměr di potrubí jsou:

– Objemový tok V – . Při určování di. by se mělo vycházet z maximálního průtoku vzduchu. Zvýšená tlaková ztráta má větší vliv při maximální potřebě stlačeného vzduchu.

– Efektivní průtoková délka potrubí. Délka potrubí by měla být stanovena co nejpřesněji. V potrubních systémech se nelze vyhnout armaturám a ohybům. Při určování efektivní průtočné délky potrubí je třeba je brát v úvahu jako ekvivalentní úsek potrubí.

– Provozní tlak. Při určování di je třeba vycházet z vypínacího tlaku kompresoru pmax. Při maximálním tlaku je také největší tlaková ztráta Δp.

Maximální tlaková ztráta Δp Tlaková ztráta Δp v potrubí s maximálním tlakem pmax 8 barop a vyšším by neměla překročit určitou celkovou ztrátu v okamžiku, kdy dosáhne spotřebiče:

– Potrubní systém Δp ≤ 0,1 bar Pro jednotlivé části systému se doporučují následující hodnoty:

– Hlavní vedení Δp ≤ 0,04 bar

– Rozvodné potrubí Δp ≤ 0,04 bar

– Připojovací vedení Δp ≤ 0,03 bar V potrubních systémech s nižšími maximálními tlaky ( např. 3 barop ) je tlaková ztráta 0,1 baru relativně vyšší než v systému s 8 baropy. V tomto případě se doporučuje jiná hodnota pro systém jako celek:

– Potrubní systém Δp ≤ 1,5 % pmax