Подбор осушителя сжатого воздуха: от теории к практике — расчёт производительности и выбор типа

Осушитель сжатого воздуха — это оборудование, которое позволяет удалять конденсат (влагу) из пневмолинии, благодаря чему удается избежать ржавчины, коррозии и продлить срок службы пневмоинструмента. Это происходит за счет поддержания низкой влажности воздуха либо путем охлаждения, либо через адсорбцию. Осушители делятся в зависимости от принципа работы на:

• Рефрижераторный осушитель — работает по принципу холодильника, охлаждая воздух до температуры точки росы (около +3°С). Это экономичный вариант, который не требует высоких вложений денег и позволяет экономить на обслуживании данного оборудования.
• Адсорбционный осушитель — имеет адсорбент, который адсорбирует водяной пар, присутствующий в сжатом воздухе, затем влага удаляется с помощью последующей продувки или нагрева. Обеспечиваемая точка росы: -40°С или -70°С в зависимости от применяемого адсорбирующего вещества.
• Мембранный осушитель — имеет в своем корпусе мембрану, которая задерживает влагу. Мембрана может быть в виде тонких трубок или волокон, через которые проходит сжатый воздух, и отделяется влага. Как правило, с помощью мембранного осушителя можно снизить температуру точки росы под давлением до стабильного уровня и выйти на показатели между рефрижераторным осушителем (+3°C) и адсорбционными (-20...-70°C) осушителями сжатого воздуха. В мембранном осушителе сжатого воздуха нет никаких частей и материалов, которые требовалось бы заменять — а значит, опять же можно сэкономить на эксплуатации.

Безусловно, выбор осушителя лучше доверить специалисту, который разбирается в технике осушения сжатого воздуха. Однако, если такого специалиста рядом нет, необходимо понимать последовательность действий при подборе осушителя.

Итак, первое, что необходимо сделать — это определить основные параметры осушителя.

Основными параметрами для выбора осушителя служат:

• производительность имеющегося компрессора;
• давление воздуха на входе;
• температура окружающей среды;
• температура воздуха на выходе (у поршневых компрессоров обычно +40 или +45°С);
• точка росы при заданном давлении. Точка росы — температура, до которой надо охладить сжатый воздух, чтобы в нем начала конденсироваться влага.

Для оптимального выбора модели осушителя необходимо разделить требуемую производительность на поправочные коэффициенты (рабочего давления, температуры окружающей среды, температуры воздуха на входе, точку росы). Данные коэффициенты, как правило, указаны в поправочных таблицах производителя. Рассмотрим их на примере осушителей серии «RFD» (рефрижераторного типа).

Предположим, нам необходимо подобрать осушитель к компрессору, при этом известна номинальная производительность осушителя (по паспорту), поэтому необходимо рассчитать его максимальную производительность.

Осушители серии «RFD» имеют следующие поправочные коэффициенты:

1. Поправочный коэффициент, корректирующий производительность по входному давлению (в барах изб.)

2. Поправочный коэффициент, корректирующий производительность по температуре входного потока (°C)

3. Поправочный коэффициент, корректирующий производительность по окружающей температуре (°C)

Для того чтобы определить реальную производительность осушителя, необходимо использовать следующую формулу:

Пример:

Осушитель RFD81 имеет номинальную расчетную (проектную) производительность 1330 л/мин. Необходимо определить максимальную производительность (расход воздуха) при следующих условиях работы:

• Давление воздуха на выходе = 8 бар
• Температура окруж. среды = 40 °C
• Темп. воздуха на входе = 45 °C
• Точка росы при данном давлении = 3 °C

Для каждого рабочего параметра есть соответствующий числовой коэффициент. При умножении на номинальную расчетную производительность получаем следующую величину:

Это величина максимальной производительности (расхода воздуха), которую осушитель в состоянии обеспечить при вышеуказанных рабочих условиях.

На следующем этапе нам необходимо определиться с моделью осушителя при конкретных условиях эксплуатации. Для этого используем следующую формулу:

Пример:

• Требуемая производительность = 1100 л/мин
• Давление воздуха на выходе = 8 бар
• Температура окруж. среды = 40 °C
• Темп. воздуха на входе = 45 °C
• Точка росы при данном давлении = 3 °C

Для правильного выбора модели осушителя необходимо разделить требуемую производительность на поправочные коэффициенты, соответствующие указанным параметрам:

Однако в примере на изображении используется другой расчёт, где требуется производительность 1100 л/мин, коэффициенты: по давлению — 1,03, по температуре воздуха на входе (+45°C) — 0,71, по окружающей температуре — 1,00. Тогда:

Таким образом, с учетом конкретных условий эксплуатации нам вполне подойдет модель осушителя RFD81, чья номинальная (по паспорту) производительность составляет 1330 л/мин.

В завершении необходимо отметить, что при подборе моделей осушителей других производителей необходимо учитывать таблицы с поправочными коэффициентами этих производителей, так как они могут отличаться от приведенных значений в данной публикации.