На линии порошковой окраски периодически возникал один и тот же дефект. На отдельных участках покрытия появлялись воронкообразные вмятины, которые операторы называли «рыбьими глазами», — примерно два раза за смену. Они уже поменяли партии краски, заменили распылители и отправили кого-то на курсы повышения квалификации. В конце концов проблему удалось устранить, установив точку росы на уровне 20 °C.
При сжатии воздуха происходит концентрирование всех веществ, содержащихся в атмосфере, включая воду. Каждый кубический метр воздуха, всасываемый в впускной патрубок, содержит водяной пар, который конденсируется, как только воздух охлаждается в трубопроводах. Решите эту проблему — и исчезнет целый ряд загадочных производственных неполадок. Оставьте её без внимания — и никакие меры по устранению неисправностей на последующих этапах никогда не смогут полностью их устранить.
Обычно на этом пути возникает холодосушка или а осушитель с адсорбером. Они отличаются примерно на сорок градусов по точке росы и гораздо больше — по эксплуатационным расходам. Вот как сделать правильный выбор, чтобы не покупать мощность, которой вы никогда не будете использовать.
Точка росы — понятно и доступно каждому
Точка росы — это просто температура, при которой водяной пар в воздухе начинает конденсироваться в жидкую воду. В случае с сжатым воздухом речь почти всегда идет о точка росы под давлением (PDP), измеренная при давлении в трубопроводе, поскольку именно в таких условиях находится вода. Это не то же самое, что точка росы при атмосферном давлении, и путаница между этими двумя понятиями является самой распространённой ошибкой при составлении технических характеристик во всей этой тематике.
Из этого сразу вытекают два следствия:
- Если точка росы по давлению ниже самой низкой температуры окружающей среды, это означает, что жидкая вода нигде в системе не образуется. В этом и заключается весь принцип. Если минимальная температура в вашей трубопроводной системе составляет 5 °C, то PDP +3 °C вполне подойдет. Если же часть вашей линии проходит на открытом воздухе в условиях европейской зимы и температура там опускается до минус 15 °C, то это не подойдет.
- Каждые десять градусов снижения обходятся в реальные деньги. И чем ниже вы спускаетесь, тем дороже обходится каждый градус.
Типичные цифры, которые стоит запомнить:
| Тип сушилки | Типичная точка росы под давлением |
|---|---|
| Холодильный | от +3 °C до +7 °C |
| Мембрана | от +2 °C до −20 °C (отдельные модели, низкий расход) |
| Осушитель (без нагрева) | −40 °C, иногда −70 °C |
| Осушитель (с подогревом / продувка вентилятором) | −40 °C (стандарт) |
Показатель +3 °C не является произвольным. Он находится чуть выше нуля, поскольку температура в холодильном осушителе не может опускаться ниже 0 °C. В теплообменнике образовался бы лёд, который заблокировал бы его. Если вам требуется точка росы ниже нуля, то выбор между типами осушителей уже не актуален. Вам понадобится адсорбционный осушитель.
Как вода на самом деле влияет на вас
Прежде чем сделать выбор, полезно понять, от чего именно вы хотите себя защитить:
- Коррозия внутри распределительной системы. Вода в сочетании с кислородом внутри стальной трубы приводит к образованию частиц ржавчины, которые перемещаются по потоку и выводят из строя соленоидные клапаны и цилиндры. Именно с этого начинается большинство историй о том, что “наша пневматика постоянно выходит из строя без видимой причины”.
- Дефекты продукции. «Рыбий глаз» при нанесении краски и порошкового покрытия, влага в пищевых или фармацевтических продуктах, комкование при работе с порошком, пятна на стекле и оптических элементах.
- Замерзшие трубопроводы и приборы. Любые работы на открытом воздухе, в холодном складе или в морозильной камере.
- С пневматических инструментов и подшипников была смыта смазка. Вода быстро удаляет смазку с пневматических инструментов.
- Ошибки в системе подачи приборного воздуха. Пневматические органы управления и измерительные приборы работают с перебоями, причём чаще всего это проявляется в понедельник утром после холодных выходных.
Обратите внимание, что масло и вода — это две разные проблемы. Безмасляная компрессия, как в наших линейка спиральных компрессоров безмасляного типа, полностью решает проблему нефти. Но в отношении воды это ничего не меняет. Нам по-прежнему задают этот вопрос каждую неделю, поэтому стоит сказать прямо: «Безмасляный» не означает «сухой».
Классы воды по стандарту ISO 8573-1
Если вам нужна обоснованная техническая спецификация, а не просто субъективное мнение, то стандарт ISO 8573-1 классифицирует сжатый воздух по содержанию воды. В версии 2010 года приведены следующие классы по содержанию жидкой воды, выраженному в виде точки росы под давлением:
| Класс | Точка росы под давлением |
|---|---|
| 1-й класс | ≤ −70 °C |
| 2-й класс | ≤ −40 °C |
| 3-й класс | ≤ −20 °C |
| 4-й класс | ≤ +3 °C |
| 5-й класс | ≤ +7 °C |
| 6-й класс | ≤ +10 °C |
(Класс 0 — это не фиксированное число. Это то, о чём договариваются пользователь и поставщик, и его редко указывают за пределами полупроводниковой и фармацевтической отраслей.)
На практике всё обстоит очень просто. Класс 4 — это то, что обеспечивает стандартный холодосушитель. Для всех классов, начиная с 3-го и ниже, требуется адсорбция, а это означает использование адсорбента. Указание класса 2, когда вашему процессу достаточно класса 4, — это не забота о качестве, а лишние расходы на каждый час работы с этого момента.
Холодильные осушители: «рабочая лошадка»
Принцип работы: горячий и влажный сжатый воздух поступает в теплообменник, охлаждается до температуры примерно 2–5 °C, вода конденсируется и сливается, а теперь уже сухой воздух нагревается за счет поступающего потока перед выходом. Эта последняя часть имеет большее значение, чем может показаться. Повторный нагрев выходящего воздуха предотвращает образование конденсата на снаружи ваших труб в условиях высокой влажности, что удивляет тех, кто устанавливает агрегаты недостаточной мощности, а потом сталкивается с тем, что всё течёт.
Что вы получаете:
- Точка росы при давлении около +3 °C (класс 4 по стандарту ISO).
- Низкие эксплуатационные расходы. Электроэнергия в основном расходуется на работу холодильного компрессора, и, как правило, затраты на неё составляют лишь небольшую часть от тех, которые потребовались бы для осушения того же объёма потока с помощью адсорбера.
- Практически не требует обслуживания. Очистите конденсатор, проверьте слив, проверьте вентилятор. В принципе, это всё.
- Отсутствие утечки продувочного воздуха. Для регенерации слоя ничего не выпускается в атмосферу.
Что ограничивает это:
- Температура не может опускаться ниже нуля. Это физически невозможно для стандартного цикла.
- Температура окружающей среды имеет значение. Летом в жарком компрессорном помещении недорогое устройство может не удерживать точку росы. Проверьте кривую снижения номинальной мощности, как только температура окружающей среды приблизится к 40 °C. Наше Рекомендации по предотвращению перегрева в летний период объясните, почему в компрессорном помещении становится жарче, чем думает большинство людей.
- Подготовка номера ко сну. Высокие нагрузки на входе при низком расходе могут привести к повышению точки росы. Если ваши потребности меняются, обратите внимание на агрегаты с байпасом горячего газа или с циклическим холодильным компрессором.
Наш ассортимент охватывает типичный промышленный диапазон — компактные CD-36F подходит для небольших мастерских и эксплуатации непосредственно на месте использования, CD-135F охватывает предприятия среднего размера, а также CD-160F и CD-65F находиться посередине. Полный набор в категория воздухоосушителей.
Осушители с адсорбером: когда действительно требуется температура ниже нуля
Принцип работы: воздух проходит через слой адсорбирующего материала (обычно силикагеля или молекулярного сита), который улавливает водяной пар. Когда слой насыщается, происходит переключение, и второй слой принимает на себя работу, пока первый регенерируется. Две башни работают поочередно в соответствии с таймером или в зависимости от точки росы.
Получаемая точка росы: от −20 °C до −70 °C, обычно указывается стандартное значение −40 °C.
Заключается проблема в регенерации. Для извлечения воды из адсорбента требуются либо воздух, либо тепло:
| Метод регенерации | Типичные потери при продувке / энергозатраты |
|---|---|
| Без нагрева (без внешнего источника тепла) | 15–20% номинального расхода, отводимого в качестве продувки |
| С внешним нагревом | ~7–81 ТП3Т: энергия на продувку и нагрев |
| Продувка вентилятором (нагретый воздух из окружающей среды) | ~2–41 TP3T плюс энергозатраты на работу вентилятора и нагревателя |
| Тепло, выделяемое при сжатии (используется отработанное тепло компрессора) | Продувка с почти нулевым расходом |
Прочитайте эту первую строку ещё раз. Двадцать процентов. Используя устройство без нагрева, вы буквально постоянно выбрасываете пятую часть сжатого воздуха, за производство которого вы уже заплатили. На крупном оборудовании эта сумма превысит стоимость самого устройства уже через год-два. Сушилки без нагрева существуют не зря. Они просты, в них нет нагревательных элементов, которые могут выйти из строя, и для периодических или очень небольших расходов они часто являются оптимальным решением. Просто не покупайте такую сушилку, думая, что это самый эффективный вариант.
Установки с продувкой воздухом и нагревом за счёт сжатия требуют гораздо больших первоначальных затрат, но со временем окупаются в крупных системах непрерывного действия. Существует переломный момент, после которого их выгода становится очевидной, и он зависит от стоимости кВт·ч и количества часов работы. Лучше просчитать это на бумаге, чем полагаться на догадки.
Где осушитель действительно оправдывает себя:
- Воздуховоды, проходящие на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях в условиях холодного климата.
- Замороженные продукты, холодильное хранение, любые процессы при температурах ниже нуля.
- Малярное производство, нанесение покрытий, оптика и электроника — области, в которых даже следы влаги приводят к браку продукции.
- Воздух в фармацевтической и пищевой отраслях с подтвержденным классом качества воздуха.
- Приборный воздух для пневматических систем управления.
- Транспортировка сыпучих порошков и сухих материалов, при которой даже небольшое количество влаги может привести к очень дорогостоящему затору.
Сравнительная таблица
| Холодильный | Осушитель | |
|---|---|---|
| Типичная PDP | +3 °C | от −20 °C до −70 °C |
| Класс воды по стандарту ISO 8573-1 | 4-й класс | Как правило, 2–3 класс |
| Стоимость приобретения | Ниже | Более высокий (в 2–4 раза выше обычного) |
| Эксплуатационные расходы | Низкий | Выше; зависит от продувки |
| Техническое обслуживание | Минимальный | Умеренный; периодическая замена осушителя |
| Температура опускается ниже 0 °C? | Невозможно | Да, в этом-то и дело |
| Подходит для | Общее промышленное использование в помещениях | Применения, требующие низких температур, критические или имеющие документальное подтверждение |
Ошибки, которых следует избегать
Указываем −40 °C, потому что это звучит надежнее. Если максимальная температура воздуха в помещении составляет 10 °C, вам достаточно кондиционера 4-го класса — ничего больше. Дополнительная точка росы не даст вам ничего, кроме увеличения счетов за электроэнергию.
Забыли установить влагоотделитель. Сушилка без надлежащей предварительной сепарации — то есть без циклонного сепаратора и надлежащего слива — вынуждена выполнять работу, на которую она не рассчитана. Большинство жалоб на то, что “эта сушилка не соответствует техническим характеристикам”, связано именно с этим или с тем, что приемник установлен не с той стороны сушилки.
Игнорировать местоположение. Установка осушителя после ресивера является стандартной схемой, позволяющей влажному горячему воздуху избавиться от большей части воды до того, как он поступит на этап сушки. Существуют исключения для очень небольших систем, но если вы не уверены, это стандартный вариант.
Недостаточный размер для пикового расхода. Номинальные характеристики сушилок указаны для эталонных условий. Высокая температура окружающей среды, высокая температура на входе и пиковый расход одновременно приводят к повышению точки росы. Обычно это происходит в августе, когда объемы производства достигают максимума. Рассчитывайте размер оборудования с учетом наихудшего сочетания факторов, а не средних показателей обычного вторника.
Контроль точки росы не осуществляется. Сушильная машина, которая незаметно перестала работать, выглядит точно так же, как работающая, пока что-то в последующей части цепи не начнёт давать сбои. Датчик точки росы с сигнализацией окупается уже при первом обнаружении неисправности в холодильном контуре.
Выбор исключительно по цене для непрерывной эксплуатации. Сравнивайте стоимость владения, а не цену на ценнике. Самая дешёвая модель в каталоге редко оказывается самой выгодной в расчёте на пять лет. Наша статья о оптовая закупка сушилок в нём рассказывается, на что следует обратить внимание при рассмотрении коммерческого предложения.
Выбор одного из четырёх вариантов ответа
- Какая самая низкая температура может быть зафиксирована в любой части системы вентиляции? Температура выше нуля → с охлаждением (класс 4). Температура равна или ниже нуля → с осушителем.
- Если появится вода, возникнут ли какие-либо заметные сбои в работе оборудования, расположенного ниже по течению? Если да, добавьте отступ и установите монитор. Если это механический цех с дренажной системой, класса 4 будет вполне достаточно.
- У вашего технологического процесса есть задокументированный класс качества воздуха? Если это указано заказчиком или регулирующим органом, то это и будет вашим ответом. Скопируйте этот класс в спецификацию.
- Сколько часов в год он работает? Потери при продувке увеличиваются пропорционально количеству наработанных часов. При наработке более 4 000–6 000 часов стоит серьезно рассмотреть возможность установки системы продувки с помощью вентилятора или регенерации с подогревом.
Все еще не определились? Пришлите нам данные о расходе, давлении, диапазоне температур окружающей среды и области применения через страница «Контакты» и мы порекомендуем один из них с обоснованием. Более подробно об этой категории можно прочитать в нашем общем Руководство по воздушным осушителям.
Часто задаваемые вопросы
Что лучше: холодильный или адсорбционный?
Честно говоря, ни то, ни другое. Они решают разные задачи. Системы с охлаждением подходят для промышленных работ в помещениях, где достаточно просто не допустить попадания жидкой воды в трубопровод, а их эксплуатация обходится гораздо дешевле. Системы с осушителем — это то, что нужно, когда воздух должен выдерживать минусовые температуры или соответствовать установленному классу сухости. Покупка системы с осушителем “на всякий случай” — распространенная практика, но она обходится дорого.
Какая точка росы необходима для окраски распылителем?
Как правило, требуется соответствие стандарту ISO 8573-1 класса 4 или выше, то есть использование холодосушителя с температурой +3 °C. При достижении класса 4 большинство проблем с окраской вызвано маслом или твердыми частицами, а не остаточными парами, поэтому прежде чем делать вывод о необходимости более глубокой сушки, проверьте эффективность фильтрации.
Почему в моей линии по-прежнему остаётся вода, если у меня уже есть сушилка?
Практически всегда причина кроется в одном из трёх факторов: отсутствие сепаратора или коллектора перед осушителем, слив конденсата, который на самом деле не работает, или участок трубопровода, температура которого ниже указанной вами точки росы. Каждая из этих причин встречается чаще, чем фактическая неисправность самого осушителя.
Мне всё ещё нужна фильтрация?
Да. Осушители удаляют водяной пар, а не твердые частицы или масло. В стандартной схеме перед осушителем обычно устанавливается фильтр для улавливания твердых частиц, а после него — коалесцирующий фильтр. Фильтрация и осушение дополняют друг друга, а не заменяют друг друга.
Означает ли наличие безмасляного компрессора, что я могу обойтись без осушителя?
Нет. Это касается практически всех. А безмасляный спиральный компрессор устраняет загрязнение маслом, что имеет большое значение для качества последующих процессов. На воду это не влияет. В любом случае она поступает из всасываемого воздуха, поэтому осушение по-прежнему необходимо во всех случаях, когда вода может вызвать проблемы. Наше обсуждение преимущества безмасляных систем в нём рассказывается, что вы получаете, а чего — нет.
Где в системе следует разместить осушитель?
Компрессор → доохладитель → резервуар (мокрый) → сепаратор и слив → сажевый фильтр → осушитель → коалесцирующий фильтр → распределительная сеть. Примерно так, с поршень или винт устройство в передней части, в зависимости от того, что вы используете.