Voda ve stlačeném ovzduší

Z jakého zdroje pochází voda v systému stlačeného ovzduší? Stlačené ovzduší je produktem komprese atmosférického ovzduší, který v sobě neustále nese jisté množství vodní složky.

Voda ve stlačeném ovzduší Z jakého důvodu nacházíme vodu ve stlačeném ovzduší? Procesem komprimace atmosférického ovzduší vzniká stlačené ovzduší, jež konstantně obsahuje definované množství vodní složky. Voda v tomto ovzduší není problematická, pokud zůstává ve fázi plynu, tj. jako vodní mlha. Nicméně, stlačené ovzduší může při cestě k přístroji vychladnout, což může vést k parciální nebo úplné kondenzaci vodní mlhy, což může mít za následek: degradaci pneumatických nástrojů a mechanizmů, obstrukci ventilků a otvorů, korozní procesy v trubkách. To samozřejmě vede k vyšším nákladům na servis a opravy. Opravdu značné ztráty nastávají, pokud je třeba pozastavit produkční činnosti kvůli vodní přítomnosti v systému stlačeného ovzduší, což může mít vliv i na kvalitu výrobků.

Odstranění vody ze systému stlačeného vzduchu je důležité pro získání vysoce kvalitního stlačeného vzduchu v souladu s normou ISO 8573-1.

Jaké přináší výhody využití dehydratovaného stlačeného ovzduší?

Pojmeme podrobněji, co přesně je rosný bod stlačeného ovzduší. Díky tomuto pochopení budeme mít jasno v tom, jak se vodní mlha nesená stlačeným ovzduší transformuje do vodní formy. Čím vyšší je teplota ovzduší, tím větší množství vodní mlhy v něm může existovat, aniž by se začala kondenzovat. Kondenzační proces v ovzduší (včetně stlačeného) začne, když je teplota ovzduší snížena pod hodnotu zvanou rosný bod. V okamžiku, kdy má ovzduší teplotu rosného bodu, je plně nasyceno vodní mlhou (relativní vlhkost je 100 %). Pokud teplota ovzduší klesne pod rosný bod, vodní mlha v ovzduší se mění na vodní formu. Však rosný bod ovzduší není konstantní a závisí na množství vodní mlhy v ovzduší, tedy na jeho vlhkosti. Pokud ovzduší obsahuje velké množství vodní mlhy, může kondenzace začít i při vyšší teplotě, a proto má vyšší rosný bod. Naopak, pokud je v ovzduší minimální množství vodní mlhy, ovzduší může být chladnější, aniž by začala kondenzace. Rosný bod je tedy nízký. Hlavním cílem sušení ovzduší je snížení množství vodní mlhy v ovzduší tak, aby rosný bod dosáhl požadované hodnoty. Pro stlačené ovzduší se používá termín tlakový rosný bod, což je teplota, při které mlha kondenzuje při daném tlaku. Pro standardní použití stlačeného ovzduší by měl být tlakový rosný bod o 10 °C nižší než provozní či dílní teplota.

Zásadní pojmy

• Absolutní vlhkost – váha vodní mlhy v gramech obsažená v jednom kubickém metru ovzduší.
• Relativní vlhkost – ukazatel, který porovnává aktuální množství vodní mlhy v ovzduší s množstvím vodní mlhy, které by bylo v ovzduší při stejném tlaku a teplotě při maximálním nasycení. Je vyjádřen v procentech.
• Rosný bod – teplota, při které je ovzduší plně nasyceno vodní mlhou.
• Tlakový rosný bod – Teplota, při níž za daného tlaku dochází k kondenzaci vodní mlhy ve stlačeném ovzduší.
• Kondenzační dehydratér stlačeného ovzduší – Toto zařízení chladí stlačené ovzduší pod tlakový rosný bod, čímž se vodní mlha kondenzuje a může být z ovzduší odstraněna.

Klíčové kroky k odstranění vody ze stlačeného ovzduší:

1. Snížení teploty ovzduší pod rosný bod, obvykle na +3 °C nebo +5 °C.
2. Extrakce vodní složky – po ochlazení ovzduší výměníkem tepla se vytvářejí vodní kapky, které jsou odstraňovány pomocí cyklonového separátoru.

Analýza kondenzačních odvlhčovačů

Vlastnosti kondenzačních odvlhčovačů včetně ekonomických a energetických aspektů:

• Hospodářnost: nízké nákladové pořízení.
• Operační princip: bez ztrát stlačeného vzduchu. Limitace:
• Rosný bod: max. redukce na +5 °C či +3 °C.
• Energetický input: provoz ventilátoru, řídicího systému a kompresoru chladiva vyžaduje elektrickou energii.
• Ventilace: nutnost efektivního systému.

Pro konkrétní aplikace může tato technologie být ideální. Je vhodná pro standardní průmyslové uplatnění, zejména v případech, kdy je potřeba účinná sušička vzduchu. Kromě toho moderní kondenzační odvlhčovače se řídí směrnicemi týkajícími se ochrany klimatu, proto používají chladiva s nízkým GWP.

Adsorpční odvlhčovače stlačeného vzduchu

Mechanismus adsorpčních sušiček je založen na interakci vzduchu s adsorbentem, což vede k vázání vody na povrch nebo do pórů materiálu, často na bázi Al2O3 či SiO2.

Vlastnosti:

• Účinnost: rosný bod až do -75 °C v závislosti na použitém adsorbentu. Limitace:
• Spotřeba: až 20 % dodávaného stlačeného vzduchu.
• Údržba: potřeba výměny adsorpčních kazet.

Vzhledem k jejich vysoké efektivitě v odstranění vlhkosti jsou často preferovány v odvětvích vyžadujících extrémně suchý vzduch.

Membránová technologie sušení stlačeného vzduchu

Membránové sušičky pracují na principu selektivní permeace plynných složek. Skrze membrány probíhá transport vodní páry, což vede k oddělení vlhkosti od stlačeného vzduchu.

Vlastnosti:

• Konstrukce: tichý provoz, absence mechanických částí, minimální energetická náročnost a malá potřeba údržby.
• Multifunkčnost: možnost separace různých plynů. Limitace:
• Provoz: spotřeba 10-30 % přiváděného vzduchu na základě tlakového rosného bodu.

Membránové technologie nabízejí unikátní možnosti v oblasti sušení stlačeného vzduchu, zejména díky své flexibilitě a multifunkčnosti.