Hava kaynaklı ekipman nedir? Hangi ekipmanlar mevcuttur?

Hava kaynaklı ekipman nedir? Hangi ekipmanlar mevcuttur?

Hava kaynağı ekipmanı, basınçlı hava üreten cihazdır – hava kompresörü. Birçok hava kompresörü çeşidi vardır; yaygın olanları piston tipi, santrifüj tipi, vidalı tip, kayar kanatlı tip, sarmal tip vb.
Hava kompresöründen çıkan basınçlı hava, nem, yağ ve toz gibi büyük miktarda kirletici madde içerir. Bu kirleticilerin pnömatik sistemin normal çalışmasına zarar vermesini önlemek için, arıtma ekipmanları kullanılarak bu kirleticilerin uygun şekilde uzaklaştırılması gerekir.

Hava kaynaklı arıtma ekipmanı, birden fazla ekipman ve cihaz için kullanılan genel bir terimdir. Endüstride hava kaynaklı arıtma ekipmanına genellikle gaz depolama tankları, kurutucular, filtreler vb. kastedilerek son işlem ekipmanı da denir.
● hava tankı
Gaz depolama tankının işlevi, basınç dalgalanmasını ortadan kaldırmak, adyabatik genleşme ve doğal soğutma yoluyla sıcaklığı düşürmek, sıkıştırılmış havadaki nem ve yağı daha da ayırmak ve belirli bir miktarda gaz depolamaktır. Bir yandan, kısa bir süre içinde hava kompresörünün hava tüketiminin çıkış hava hacminden daha fazla olması sorununu hafifletebilir. Diğer yandan, hava kompresörü arızalandığında veya elektrik kesintisi olduğunda kısa süreli hava beslemesi sağlayarak pnömatik ekipmanın güvenliğini garanti altına alabilir.

●hava kurutucu

Adından da anlaşılacağı gibi, basınçlı hava kurutucu, basınçlı havanın suyunu uzaklaştırmak için kullanılan bir ekipman türüdür. Yaygın olarak kullanılan iki türü vardır: dondurarak kurutucular ve adsorpsiyon kurutucular; ayrıca nem çekici kurutucular ve polimer membran kurutucular da mevcuttur. Soğutmalı kurutucu, en yaygın kullanılan basınçlı hava susuzlaştırma ekipmanıdır ve genellikle genel hava kaynağı kalitesi gereksinimlerinin olduğu durumlarda kullanılır. Soğutmalı kurutucu, basınçlı havadaki su buharının kısmi basıncının basınçlı havanın sıcaklığı tarafından belirlenmesi özelliğini kullanarak soğutma, susuzlaştırma ve kurutma işlemlerini gerçekleştirir. Basınçlı hava soğutmalı kurutucular, endüstride genellikle "soğutmalı kurutucular" olarak adlandırılır. Ana işlevi, basınçlı havadaki su içeriğini azaltmak, yani basınçlı havanın "çiğlenme noktası sıcaklığını" düşürmektir. Genel endüstriyel basınçlı hava sisteminde, basınçlı hava kurutma ve arıtma (son işlem olarak da bilinir) için gerekli ekipmanlardan biridir.

1 temel prensip

Sıkıştırılmış hava, basınçlandırma, soğutma, adsorpsiyon ve diğer yöntemlerle su buharını uzaklaştırma amacına ulaşabilir. Dondurarak kurutma, soğutma yöntemlerinden biridir. Hava kompresörü tarafından sıkıştırılan havanın çeşitli gazlar ve su buharı içerdiğini, dolayısıyla nemli hava olduğunu biliyoruz. Nemli havanın nem içeriği genellikle basınçla ters orantılıdır, yani basınç ne kadar yüksekse nem içeriği o kadar azdır. Hava basıncı arttırıldıktan sonra, havadaki su buharı mümkün olan miktarın ötesinde suya yoğunlaşır (yani, sıkıştırılmış havanın hacmi küçülür ve orijinal su buharını tutamaz).

Bu, başlangıçta solunan havaya kıyasla nem içeriğinin azaldığı anlamına gelir (burada sıkıştırılmış havanın bu kısmının sıkıştırılmamış hale geri dönmesi kastedilmektedir).

Ancak, hava kompresörünün egzozu hala sıkıştırılmış havadır ve su buharı içeriği mümkün olan en yüksek değerdedir, yani gaz ve sıvı arasında kritik bir durumdadır. Bu durumda sıkıştırılmış havaya doymuş durum denir, bu nedenle hafifçe basınçlandırıldığı anda su buharı hemen gaz halinden sıvı hale geçer, yani su yoğunlaşır.

Havanın su emmiş ıslak bir sünger olduğunu varsayarsak, nem içeriği emilen su miktarıdır. Eğer süngerden bir miktar su zorla sıkılırsa, süngerin nem içeriği nispeten azalır. Süngerin eski haline dönmesine izin verirseniz, doğal olarak orijinal süngerden daha kuru olacaktır. Bu da basınçla su uzaklaştırma ve kurutma amacına ulaşılmasını sağlar.
Süngeri sıkma işlemi sırasında belirli bir kuvvete ulaşıldıktan sonra daha fazla kuvvet uygulanmazsa, su çıkışı durur; bu da doygunluk halidir. Sıkma kuvvetini artırmaya devam ederseniz, yine de su çıkışı olur.

Dolayısıyla, hava kompresörünün gövdesinin kendisi suyu uzaklaştırma işlevine sahiptir ve kullanılan yöntem basınçlandırmadır; ancak bu, hava kompresörünün amacı değil, "can sıkıcı" bir yüktür.

Sıkıştırılmış havadan suyu uzaklaştırmak için neden "basınçlandırma" yöntemi kullanılmıyor? Bunun başlıca nedeni ekonomik olmasıdır; basıncı 1 kg artırmak, enerji tüketiminin yaklaşık %7'sini tüketir ki bu oldukça ekonomik değildir.

“Soğutmalı” su giderme nispeten ekonomiktir ve soğutmalı kurutucu, bu amaca ulaşmak için klima cihazının nem alma prensibiyle aynı prensibi kullanır. Doymuş su buharının yoğunluğunun bir sınırı olduğundan, aerodinamik basınçta (2 MPa aralığında), doymuş havadaki su buharının yoğunluğunun yalnızca sıcaklığa bağlı olduğu ve hava basıncıyla hiçbir ilgisinin olmadığı düşünülebilir.

Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, doymuş havadaki su buharının yoğunluğu o kadar fazla olur ve o kadar çok su bulunur. Tam tersine, sıcaklık ne kadar düşük olursa, su o kadar az olur (bu, hayattaki sağduyudan da anlaşılabilir; kış kuru ve soğuktur, yaz sıcak ve nemlidir).

Sıkıştırılmış havayı mümkün olan en düşük sıcaklığa soğutarak içindeki su buharının yoğunluğunu azaltın ve "yoğuşma" oluşturun, yoğuşma sonucu oluşan küçük su damlacıklarını toplayıp boşaltın, böylece sıkıştırılmış havadaki nemi giderme amacına ulaşın.

Yoğunlaşma ve suya dönüşme sürecini içerdiğinden, sıcaklık "donma noktası"ndan daha düşük olamaz; aksi takdirde donma olayı suyu etkili bir şekilde tahliye edemez. Genellikle dondurarak kurutma cihazının nominal "basınç çiğ noktası sıcaklığı" çoğunlukla 2~10°C arasındadır.

Örneğin, 10°C'deki 0,7 MPa'lık "basınç çiğ noktası", -16°C'lik "atmosferik basınç çiğ noktasına" dönüştürülür. Buradan, -16°C'den daha düşük olmayan bir ortamda kullanıldığında, sıkıştırılmış hava atmosfere boşaltıldığında sıvı su oluşmayacağı anlaşılabilir.

Basınçlı havanın su giderme yöntemlerinin tümü yalnızca nispeten kuru olup, belirli bir kuruluk derecesini karşılar. Nemi tamamen gidermek imkansızdır ve kullanım gereksinimlerinin ötesinde kuruluk sağlamaya çalışmak son derece ekonomik değildir.
2 çalışma prensibi

Basınçlı hava soğutmalı kurutucu, basınçlı havayı soğutarak içindeki su buharını sıvı damlacıklarına dönüştürür ve böylece basınçlı havanın nem içeriğini azaltma amacına ulaşır.
Yoğunlaşmış damlacıklar otomatik drenaj sistemi aracılığıyla makineden dışarı atılır. Kurutucunun çıkışındaki boru hattının ortam sıcaklığı, evaporatörün çıkışındaki çiğ noktası sıcaklığından düşük olmadığı sürece, ikincil yoğunlaşma meydana gelmez.

3 iş akışı

Basınçlı hava işlemi:
Sıkıştırılmış hava, öncelikle yüksek sıcaklıktaki sıkıştırılmış havanın sıcaklığını düşüren hava ısı değiştiricisine (ön ısıtıcı) [1] girer ve daha sonra sıkıştırılmış havanın son derece hızlı bir şekilde soğutulduğu, sıcaklığın çiğ noktası sıcaklığına kadar büyük ölçüde düşürüldüğü Freon/hava ısı değiştiricisine (evaporatör) [2] girer ve ayrılan sıvı su ve sıkıştırılmış hava su ayırıcıda [3] ayrılır ve ayrılan su otomatik tahliye cihazı tarafından makineden dışarı atılır.

Sıkıştırılmış hava ve düşük sıcaklıktaki soğutucu, evaporatörde ısı alışverişinde bulunur [2]. Bu sırada sıkıştırılmış havanın sıcaklığı çok düşüktür, yaklaşık olarak 2~10°C çiğ noktası sıcaklığına eşittir. Özel bir gereksinim yoksa (yani, sıkıştırılmış hava için düşük sıcaklık gereksinimi yoksa), sıkıştırılmış hava genellikle soğuk kurutucuya yeni giren yüksek sıcaklıktaki sıkıştırılmış hava ile ısı alışverişi yapmak üzere hava ısı eşanjörüne (ön ısıtıcıya) [1] geri döner. Bunun amacı şudur:

① Kurutulmuş basınçlı havanın “atık soğutma” özelliğinden etkin bir şekilde yararlanarak, soğuk kurutucuya yeni girmiş yüksek sıcaklıktaki basınçlı havayı önceden soğutun ve böylece soğuk kurutucunun soğutma yükünü azaltın;

② Kurumuş düşük sıcaklıktaki basınçlı havanın neden olduğu yoğuşma, damlama ve arka uç boru hattının dış yüzeyinde paslanma gibi ikincil sorunları önleyin.

Soğutma işlemi:

Soğutucu freon kompresöre girer [4] ve sıkıştırmadan sonra basınç artar (ve sıcaklık da artar) ve kondenserdeki basınçtan biraz daha yüksek olduğunda, yüksek basınçlı soğutucu buharı kondensere boşaltılır [6]. Kondenserde, daha yüksek sıcaklık ve basınçtaki soğutucu buharı, daha düşük sıcaklıktaki hava (hava soğutma) veya soğutma suyu (su soğutma) ile ısı alışverişi yaparak soğutucu Freonu sıvı hale yoğunlaştırır.

Bu sırada sıvı soğutucu akışkan, basıncı düşürmek (soğutmak) ve buharlaştırılacak sıkıştırılmış havanın ısısını emmek için kılcal boru/genişleme valfi [8] aracılığıyla Freon/hava ısı değiştiricisine (evaporatör) [2] girer. Soğutulacak nesne - sıkıştırılmış hava - soğutulur ve buharlaşmış soğutucu akışkan buharı, bir sonraki döngüyü başlatmak için kompresör tarafından emilir.

Soğutucu akışkan, sistemde sıkıştırma, yoğunlaşma, genleşme (kısıtlama) ve buharlaşma olmak üzere dört işlemden geçerek bir döngüyü tamamlar. Sürekli soğutma döngüleri sayesinde, sıkıştırılmış havanın dondurulması amacı gerçekleştirilir.
Her bir bileşenin 4 işlevi
hava ısı değiştirici
Dış boru hattının dış duvarında yoğuşmuş su oluşmasını önlemek için, dondurularak kurutulmuş hava evaporatörden çıkar ve hava ısı eşanjöründe yüksek sıcaklıktaki, sıcak ve nemli basınçlı hava ile tekrar ısı alışverişi yapar. Aynı zamanda, evaporatöre giren havanın sıcaklığı büyük ölçüde düşürülür.

ısı değişimi
Soğutucu akışkan, evaporatörde ısıyı emer ve genleşerek sıvı halden gaz hale geçer; sıkıştırılmış hava ise ısı alışverişi yoluyla soğutulur, böylece sıkıştırılmış havadaki su buharı gaz halden sıvı hale geçer.

su ayırıcı
Çökelmiş sıvı su, su ayırıcıda sıkıştırılmış havadan ayrılır. Su ayırıcının ayırma verimliliği ne kadar yüksek olursa, sıkıştırılmış havaya yeniden buharlaşan sıvı su oranı o kadar düşük olur ve sıkıştırılmış havanın basınç çiğ noktası o kadar düşük olur.

kompresör
Gaz halindeki soğutucu akışkan, soğutma kompresörüne girer ve sıkıştırılarak yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı gaz halindeki soğutucu akışkana dönüştürülür.

baypas vanası
Çökelen sıvı suyun sıcaklığı donma noktasının altına düşerse, yoğunlaşan buz buz tıkanmasına neden olur. Baypas vanası, soğutma sıcaklığını kontrol edebilir ve basınç çiğlenme noktasını sabit bir sıcaklıkta (1 ile 6°C arasında) tutabilir.

kondansatör

Kondenser, soğutucu akışkanın sıcaklığını düşürür ve soğutucu akışkan yüksek sıcaklıktaki gaz halinden düşük sıcaklıktaki sıvı haline geçer.

filtre
Filtre, soğutucu akışkanın içindeki safsızlıkları etkili bir şekilde filtreler.

Kılcal/Genişleme Vanası
Soğutucu akışkan kılcal boru/genleşme valfinden geçtikten sonra hacmi genişler, sıcaklığı düşer ve düşük sıcaklıklı, düşük basınçlı bir sıvı haline gelir.

Gaz-sıvı ayırıcı
Kompresöre giren sıvı soğutucu akışkan, soğutma kompresörüne zarar verebilecek sıvı şokuna neden olacağından, soğutucu gaz-sıvı ayırıcı, soğutma kompresörüne yalnızca gaz halindeki soğutucu akışkanın girmesini sağlar.

otomatik tahliye
Otomatik tahliye sistemi, ayırıcının dibinde biriken sıvı suyu düzenli aralıklarla makineden dışarı boşaltır.

kurutma makinesi

Soğutmalı kurutucu, kompakt yapısı, kolay kullanımı ve bakımı ile düşük bakım maliyetleri gibi avantajlara sahiptir. Sıkıştırılmış hava basıncının çiğlenme noktası sıcaklığının çok düşük olmadığı (0°C'nin üzerinde) durumlar için uygundur.
Adsorpsiyon kurutucu, içinden geçmeye zorlanan basınçlı havayı nemden arındırmak ve kurutmak için bir kurutucu madde kullanır. Rejeneratif adsorpsiyon kurutucular genellikle günlük olarak kullanılır.
● filtre
Filtreler ana boru hattı filtreleri, gaz-su ayırıcılar, aktif karbon koku giderme filtreleri, buhar sterilizasyon filtreleri vb. olarak sınıflandırılır ve işlevleri havadaki yağ, toz, nem ve diğer safsızlıkları gidererek temiz basınçlı hava elde etmektir.