Ebben a sűrített levegő tudásbázisban összegyűjtöttünk a sűrített levegő – préslevegő, pneumatikus levegő, angolul: compressed air – rendszerekkel kapcsolatosan legtöbbször felmerülő kérdéseket.
Mi a sűrített levegő? Hol használják?
A sűrített levegő egy másodlagos energiahordozó, ami leegyszerűsítve a nyomás alatti levegőt jelenti. A préslevegő, pneumatikus levegő kifejezésekként is ismert. Számos területen alkalmazzák, mindennapos a használata a gumiabroncsoknál, szerszámok működtetésekor, fogorvosi fúrók vagy a gyermekünknek felfújt lufiban. Persze a legnagyobb sűrített levegő felhasználó az ipar. Iparágtól függően az éves energiafelhasználás 10-25%-át teszi ki. Mivel származtatott energiahordozó, költséges az előállítása. Jelentős energiamegtakarítási potenciál rejlik a pneumatikus hálózat hatékony működtetésében, ezért az ipari cégek külön figyelmet fordítanak rendszereikre.
Hogyan épül fel egy pneumatikus rendszer?
Leegyszerűsítve funkcionális szempontból általánosan 4 részre osztható egy pneumatikus rendszer:
- Sűrített levegő előállítás – kompresszor
- Sűrített levegő kezelés, előkészítés – szárítás, szűrés
- Sűrített levegő elosztás – puffer tartály, csőhálózat
- Pneumatikus felhasználás – pneumatikus végrehajtók, szelepek, dugattyúk, pisztolyok stb.
A rendszerek elemei nagyban függnek és változnak a felhasználástól, de általánosan elmondható, hogy a levegő mennyisége, nyomása és a minősége a legfontosabbak az optimális, hatékony felhasználása szempontjából.
Mi a kompresszor?
A sűrített levegő előállításáért a kompresszor felelős, ez a berendezés villamos energia felhasználásával növeli a levegő nyomását és csökkenti a térgofatát. Leegyszerűsített sémája egy motorral meghajtott sűrítőegység. A kompresszorok legegyszerűbben levegőelőállítási technológiájuk alapján különböztethetők meg.
- Áramlási elven működő
- Axiál
- Rotációs
- Térfogatkiszorításos elven működő
- Forgattyús: dugattyús kompresszor, membrán kompresszor
- Rotációs kompresszorok: csavarkompresszorok, spirálkompresszorok
- Előállítás technológiája alapján
- Olajkenéses
- Olajmentes
Mik a sűrített levegő rendszer legfőbb elemei?
A rendszer kialakítása mindig függ a sűrített levegő felhasználásától, minél nagyobb / igényesebb az alkalmazás a lent felsorolt elemekből annál többféle található meg egy rendszerben:
- Kompresszor
- Szűrők (központi és/vagy végponti)
- Szárítóberendezés
- Puffertartály
- Csővezeték hálózat
- Egyéb gépészeti elemek:
- Elzárók, szelepek, csapok
- Kondenzvíz leválasztók, olaj-víz szétválasztók
- Mérőműszerek
- Hővisszanyerők
- Egyéb villamos elemek:
- Frekvenciaváltó
- Kompresszor sorrendvezérlő
Miért kell kezelni a sűrített levegőt?
A levegő kezelése szintén felhasználás specifikus előkészítést takar, nem lehet összehasonlítani az autógumi felfújásához igényelt levegő minőségét a gyógyszer vagy élelmiszerek gyártásánál használt tisztasággal. A levegő minőségére vonatkozóan az ISO 8573 sűrített levegő minőség szabvány ad iránymutatást. A legfontosabb minőségi paraméterek,
- Nedvességtartalom (nyomás alatti harmatpont)
- Maradék olajtartalom
- Szárazanyag tartalom (részecskeszám, szilikon)
- Mikrobiológia
- Gázkoncentráció
Hogyan csökkenthető a levegő nedvességtartalma?
Az összenyomott levegő nedvességtartalma magas, a kondenzálódó nedvesség folyamatos leválasztást igényel, szárítóberendezésekkel a levegő nedvességtartalma csökkenthető (legtöbbször alkalmazott szárítóberendezések: hűtveszárító, membránszárító, adszorpciós szárító). A szárítóberendezések technológiájuktól függően tudják a levegőt szárítani, a harmatpontját, nedvességtartalmát alacsonyan tartani. Az, hogy milyen berendezésre van egy adott rendszerben szükség ismét a felhasználás adja meg, gyógyszer és élelmiszeripari alkalmazásoknál vagy kültéren futó csővezetékrendszer esetén a -40 °C adszorpciós szárítókat alkalmazzák, hogy a csőhálózat elfagyását megakadályozzák. Az adszorpciós szárítóberendezéseken belül megkülönböztetünk hideg, meleg és forró levegős regenerálódású típusokat is, tervezéskor érdemes energiahatékonyság szempontjából összehasonlítani őket. Sok felhasználásnál a +3 °C harmatpontú hűtveszárítóval kezelt levegő is megfelelő minőséget garantál.
Milyen szennyeződések vannak a sűrített levegőben?
A kompresszor által beszívott levegőben lévő szennyeződések, gázok szűrés nélkül belekerülnek a sűrített levegőbe. A sűrítés során a térfogat csökkentésével a beszívott levegő összetevői százalékosan nagyobb teret fognak betölteni, ezért is fontos, hogy ezeket eltávolítsuk. A sűrített levegő maradék olajtartalma szintén fontos tényező, mivel a végtermék nem lehet szennyezett, illetve a magas olajtartalom meghibásodásokhoz vezethet.
Jó tudni: A sűrített levegő olajtartalma származhat olajkenéses kompresszoroknál a technológiából adódóan. Általánosan egy csavarkompresszor esetén 2-4 mg/m3 a gyárilag megadott érték. De származhat a beszívott levegőben lévő olajból is, például egy napraforgó mező mellett lévő kompresszor nyomás alatti levegőjében a növény virágzásakor 0,2-0,4 mg/m3 maradék olajtartalom mutatható ki. Így elmondható, hogy az olajmentes technológiák esetén is figyelni kell a beszívott levegő olajtartalmára.
A szennyeződések a gépészeti elemekben, célgépekben, pneumatikus alkatrészekben, szerszámokban lerakódnak és idővel meghibásodásokat okozhatnak. A szállópor koncentrációja szűrők segítségével határértékek alatt tarthatók. A már említett DIN ISO 8573-1 szabvány tartalmazza, hogy milyen részecskeszám tartományban hány darab részecske fordulhat elő illetve, hogy egy adott minőségi osztály eléréséhez milyen maximális olajtartalom értéket kell biztosítani. Így a folyamat levegő szűrő (Donaldson, Parker, Atlas Copco etc.) illetve a pneumatikus szűrő gyártók (Festo, SMC, Hafner stb.) is ezen értékeket veszik alapul és ezek alapján ajánlják szűrőiket, szűrősoraikat.
Legtöbbször használt pneumatikus vagy folyamat szűrők
- Kompresszor beszívott levegő oldali szűrők (5 – 100 µm)
- Durva, felületi szűrők (3 – 50 µm)
- Mélységi szűrők, finomszűrők, mikroszűrők (0,01 – 5 µm & max. <0,01 mg/m3)
- Aktív szén szűrők (<0,003 mg/m3)
- Steril szűrők (mikroorganizmusok eltávolítására)
Milyen az ideális csőhálózat?
A legegyszerűbb hálózat, de a célnak tökéletesen megfelel például egy dugattyús kompresszor + spirál cső + pisztoly. Persze nagyobb csőhálózatok esetén a legideálisabb megoldást megtalálni mindig nehéz, ahol a sűrített levegőt felhasználó berendezések optimális működtetése mellett minimális a nyomásveszteség és az elszivárgó mennyiség. Topológiai szempontból körvezeték illetve lineáris csőhálózatok találhatók meg az iparban. Egy jól tervezett csőhálózattal, optimálisan pufferezett prélevegő rendszerrel minimalizálhatók a nyomásingadozásból származó veszteségek és hosszú távon az üzemeltetési költségei is alacsonyabbak. Sajnos apneumatikus hálózatok sok ipari vállalatnál adhoc jelleggel épült(n)ek, így az energetikai korszerűsítsük is nehezebben kivitelezhető.
Hogyan lehet energiát megtakarítani a sűrített levegőnél?
Energiamegtakarítás szempontjából a préslevegő rendszerek kifejezetten ideálisnak tekinthetők, mivel nagyobb ipari cégek esetén jelentős az energiaigénye illetve már kisebb beruházással, időráfordítással hatékony megtakarítási intézkedések érhetők el. Ezek az energetikai megtakarítási intézkedések pedig teljeskörúen illeszkednek az ISO 50001 energiagazdálkodási rendszerekbe, illetve a Magyar Energetikai és Közmű-Szabályozási Hivatal által előirányzott tervekbe.
A legtöbbször alkalmazott energiacsökkentési módszerek
- Sűrített levegő szivárgások csökkentése (pl.: ultrahangos szivárgásvizsgálókkal)
- Nem használt célgépek lekapcsolása, nyomásmentesítése (pl.: mágnesszelepekkel)
- Nyomásviszonyok ellenőrzése, üzemi nyomás csökkentése
- Csőhálózat racionalizálása
- Fogyasztás alapú levegő elosztás
- Kompresszor üresjáratok csökkentése
- Optimális levegőelőkészítés
- Pneumatikus berendezések kiváltása (pl.: elektromos szerszámra)
- Sűrített levegő berendezések cseréje korszerűbbre, a rendszerben hatékonyabban működőre (pl.: frekvenciaváltós kompresszorok)
- Kompresszor hővisszanyerés
Milyen sűrített levegő mérő műszereket alkalmaznak?
A sűrített levegő mérő műszerek alapvetően két csoportba sorolhatók: az első a mennyiségi paraméterek mérése például az áramlásmérők, nyomásmérők, kompresszor teljesítmény mérők. A második a minőségi paraméterek mérésére, mint például a harmatpont mérők, olajtartalom mérők, részecskeszám mérők. A levegő mennyiségi paramétereinek mérése leginkább a rendszer átláthatóságát, fogyasztási viszonyainak megértését, az elosztást hivatottak mérni, így az energetikai mérések alapját képezik (hasonlóan az almérők alkalmazásához 1/2020. (I. 16) MEKH rendelet). Míg a minőségi paraméterek a biztonságos működést és a megfelelő végtermék minőséget hivatottak felügyelni.
Kérdése van a témával kapcsolatosan? Vegye fel velünk a kapcsolatot