ما المقصود بخزان الهواء؟

من الناحية النظرية، يمكن تشغيل نظام ضاغط الهواء لديك من دون وحدة استقبال. ومع ذلك، فإن عدم وجود وحدة استقبال في نظام الهواء المضغوط لديك يمكن أن يزيد دورات التحميل والتفريغ على الضاغط، ما يجعله يعمل بجهد أكبر. من المهم تذكر أن دورات التحميل/التفريغ ستعتمد على تقلب الطلب داخل منشأتك.

تؤدي وحدات استقبال الهواء، والتي يشار إليها أيضًا بالأوعية أو الخزانات، دورًا بالغ الأهمية في عمل وحدات استقبال الهواء في النظام الهوائي. فهي تُستخدم لتخزين الهواء المضغوط قبل دخوله إلى نظام الأنابيب أو المعدات. وبعبارات أبسط، تتمثل وظيفة وحدة استقبال الهواء في العمل باعتبارها آلية عازلة بين الضاغط والضغط المتقلب الناجم عن تغير الطلب.

بعض ضواغط الهواء "مثبتة على الخزان"، مما يعني أنها تأتي كمجموعة ويتم تركيبها أعلى مستقبل الهواء. ويُفضل هذا النوع من الإعداد بشدة في المنشآت التي تكون فيها المساحة محدودة. يمكن للضاغط المثبت على خزان توفير المساحة وتقليل تكاليف التركيب الأولية المرتبطة بتشغيل مجفف مستقل. يشيع ظهور هذا الإعداد مع الضواغط الأصغر حجمًا، والتي تصل عادةً إلى 26 كيلوواط أو 35 حصانًا. ولا تعد ضواغط الهواء الأكبر حجمًا مناسبة للخيارات المثبتة على الخزان لأنها تصبح ثقيلة في الأعلى وقد تشكل خطرًا على السلامة.

إن وظيفة خزان وحدة استقبال الهواء في النظام الهوائي ضرورية للحفاظ على الكفاءة وإطالة العمر الافتراضي للضاغط من خلال تقليل التدوير المفرط وضمان ضغط الهواء الثابت.

في مناخ مصر الحار، قد تعاني أنظمة التبريد بالهواء، خاصة خلال فصل الصيف. لذلك، يُستخدم خزان (تانك) الهواء Air Receiver (tank) قبل المجفف لتبريد الهواء الداخل وتقليل تكاثف الرطوبة، مما يحسن من كفاءة المجفف ويطيل عمره الافتراضي. ولهذا تعتبر خزانات الهواء ضرورية للمصانع في مصر للأسباب التالية:

• تثبيت الضغط:  يساعد على موازنة تقلبات الطلب المفاجئة ويقلل من عدد مرات تشغيل وفصل الضاغط، مما يطيل عمره.

• تخزين احتياطي:  يوفر مخزوناً من الهواء المضغوط يمكن استخدامه أثناء فترات ذروة الطلب أو عند توقف الضاغط مؤقتًا.

• إزالة المكثفات:  يسمح بترسيب الماء والزيت والشوائب الأخرى وتصريفها قبل وصول الهواء إلى الأدوات أو المعدات النهائية.

• كفاءة الطاقة:  يساهم في تقليل استهلاك الطاقة من خلال الحد من التشغيل والإيقاف المتكرر للضاغط.

• السلامة والاعتمادية:  يحافظ على تدفق ثابت للهواء في حالة تعطل الضاغط أو أثناء الصيانة.

تتوفر أنواع مختلفة من وحدات استقبال الهواء لتلبية احتياجات الاستخدام المحددة. ومن بين أكثرها شيوعًا وحدات استقبال الهواء الجاف ووحدات استقبال الهواء الرطب.

يتم تركيب وحدات استقبال الهواء الرطب بين الضاغط ومُجفِّف الهواء. وهي تخزن الهواء المضغوط غير المعالج وتؤدي دورًا رئيسيًا في تحسين أداء المُجفِّف من خلال المساعدة في إزالة الرطوبة قبل دخول الهواء إلى النظام. وتضمن هذه الخطوة كفاءة أفضل في عملية التجفيف.

من ناحية أخرى، تعمل وحدات استقبال الهواء الجاف على تخزين الهواء المضغوط المعالج ويتم وضعها عادةً بعد الضاغط ومُجفِّف الهواء. وتتمثل وظيفتها الأساسية في الحفاظ على سلامة الهواء المُجفَّف وجودته، وضمان ثبات أداء النظام وموثوقيته.

في المقالات السابقة، ناقشنا أفضل الممارسات عن "كيفية تحديد حجم ضاغط الهواء"، حيث يُعد تحديد الحجم المناسب مهمًا لتلبية الطلب الذي تحتاجه المنشأة لديك. وعندما يتعلق الأمر بتحديد حجم وحدة الهواء، فإن القاعدة الذهبية التي يجب تذكرها هي السماح بمعدل 3 إلى 4 جالونات لكل قدم مكعبة في الدقيقة (CFM) أو 10 إلى 15 لترًا لكل لتر/ثانية من الهواء المضغوط وفقًا لنوع ضاغط الهواء المستخدم والاستخدام. وعلى غرار تحديد حجم ضاغط الهواء، ثمة عدد من العوامل التي تجب مراعاتها في تحديد الحجم المناسب لوحدة استقبال الهواء في النظام لديك. ويوصى بشدة بالتفكير في العوامل التالية:

• تقليل تقلبات/انخفاضات الضغط إلى أدنى حد: يمكن استخدام وحدة استقبال الهواء لتقليل تقلبات الضغط التي قد تؤثر في عملية الإنتاج وجودة المنتج النهائي إلى أدنى حد. يتطلب اختيار خزان الهواء المناسب لضاغط الهواء أن تكون على دراية بقيمتين: ضغط خرج الضاغط وما يحتاجه استخدامك عند نقطة الاستخدام. لاحظ أن الهواء المضغوط المُخزَّن في وحدات استقبال الهواء لديك لا يكون مفيدًا إلا إذا كان ضغطه كافيًا للعملية التي تستخدمه. لهذا السبب من المهم مراعاة المدة (بالدقائق) التي يمكن لوحدة استقبال الهواء خلالها توفير الهواء بالضغط اللازم للمستخدم النهائي/المعدات.

• تلبية طلبات الهواء في أوقات الذروة قصيرة الأجل: إذا تغير الطلب على الهواء المضغوط بشكل كبير طوال اليوم، فمن المهم مراعاة ارتفاعات الطلب لضمان عدم انخفاض ضغط النظام إلى ما دون المستوى المقبول. توفر وحدة استقبال الهواء التخزين لتلبية طلبات الهواء في أوقات الذروة قصيرة الأجل التي لا يستطيع الضاغط تلبيتها. قد يختلف الطلب على الهواء وفق الوقت من اليوم أو نمط المناوبة أو حتى الطلب غير المعتاد (مثل الاستخدام العرضي لآلة السفع الرملي أو آلة السفع بالسنفرة). من المهم أن تفهم الاستخدام ومقدار الأقدام المكعبة في الدقيقة أو اللترات/الثانية المطلوبة من الهواء بشكل كامل، بالإضافة إلى أوقات الذروة المتوقعة للنظام، حيث يشير ذلك إلى مقدار تدفق الهواء المضغوط المطلوب لتجنب حالات النقص في أي جزء من العملية.

• اعتبارات الطاقة: يمكن أن يساعد استخدام وحدة استقبال الهواء في تقليل استهلاك الطاقة لنظام الهواء المضغوط من خلال تمكين تشغيل ضواغط التحميل/التفريغ (ثابتة السرعة) لدورة أطول وباستخدام نطاقات ضغط أضيق. سيؤدي استخدام خزان مناسب الحجم وكمية هواء أكبر من المطلوب إلى تقليل احتمالية بدء تشغيل ضاغط الموازنة لتلبية طلب التدفق الزائد، وهو ما قد يحقق توفيرات كبيرة في استهلاك الطاقة. كما سيمنع ذلك تقلب الضغط وعمليات تشغيل المحرك المتكررة في حين يتم توفير ضغط ثابت وإطالة عمر الضاغط.

• اعتبارات السلامة: ستقدم وحدة استقبال الهواء، عند الحاجة إليها، الإمداد بالهواء لإتاحة إيقاف تشغيل عمليات وأنظمة الإنتاج بأمان في حالة الطوارئ.

يوصى بتصريف وحدة استقبال الهواء مرة واحدة يوميًا على الأقل، وبتكرار أكثر في حال تشغيل الضاغط بالحمل الكامل على مدار اليوم. ثمة طريقة سهلة تضمن عدم النسيان مطلقًا وهي شراء مصرّف عائم أو مصرّف بمؤقت أو صمام تصريف إلكتروني. للحصول على أفضل النتائج وضمان ملاءمة نظام الهواء المضغوط لاستخدامك، يُرجى الاتصال باختصاصي هواء مضغوط للحصول على مزيد من المساعدة.

ربما سمعت بهذا من قبل - يعني وجود ضغط أعلى في وحدة استقبال الهواء وجود مزيد من الهواء للعملية والأدوات الخاصة بك، لذلك لن تحتاج إلى شراء ضاغط أكبر حتى عند زيادة الطلب بمرور الوقت. هذه العبارة ليست صحيحة ويجب أن يكون ضغط الخزان الخاص بك مرتبطًا بضغط خرج الضاغط.

يمكن لمعظم الضواغط القياسية ذات الإدارة المتغيرة السرعة أو الثابتة السرعة توفير الهواء المضغوط بقوة تصل إلى 175 رطلاً لكل بوصة مربعة (12 بار)، إلا إن معظم المنشآت الصناعية تعمل بضغط يتراوح ما بين 100 و125 رطلاً لكل بوصة مربعة (7 إلى 8 بار). ويجب ضبط الحد الأقصى لضغط وحدة استقبال الهواء وفق ذلك.

على سبيل المثال، إذا تم تقدير الضاغط الثابت السرعة لديك لتوفير حد أقصى يبلغ 125 رطلاً لكل بوصة مربعة (8 بار)، فيجب أن يبلغ تقدير وحدة استقبال الهواء 150 رطلاً لكل بوصة مربعة (10 بار) على الأقل. تُقدَّر معظم ضواغط الهواء ذات الإدارة المتغيرة السرعة (VSD) بما يصل إلى 175 رطلاً لكل بوصة مربعة (12 بار)، ومن ثَمَّ تُعد وحدة استقبال الهواء بضغط يبلغ 200 رطل لكل بوصة مربعة (14 بار) الأنسب لهذا النوع من نظام الهواء المضغوط.

يجب تزويد كل وحدة استقبال هواء بصمام تصريف ضغط، مُصمَّم لتنفيس الضغط من الخزان في حالة وصوله إلى أقصى ضغط مسموح به داخل الوعاء.

ومن المهم تذكر أن ارتفاع الضغط لا يساوي زيادة التدفق (قدم مكعبة في الدقيقة أو لتر/الثانية)، ولكن يحدث العكس فقط، فكلما زاد الضغط، قل التدفق. ومن المهم للغاية فهم إعدادات الحدَّين الأدنى والأقصى للضغط بالنسبة إلى الآلات التي تستخدم الهواء المضغوط، وإن أمكن، فيُرجى استخدام مُنظمات الضغط خارج وحدة استقبال الهواء أو عند نقطة الاستخدام.

والقاعدة العملية الجيدة التي يجب تذكرها هي أن كل 2 رطل لكل بوصة مربعة يساوي 1%من الطاقة المستخدمة (1 بار يساوي 7% من الطاقة)، ما يعني أنه يجب علينا ضبط ضغط النظام وفق احتياجات المنشأة، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى تحقيق المزيد من التوفيرات في الطاقة.

على الرغم من انجذاب البعض لتولي مهمة إنشاء وحدة استقبال هواء بأنفسهم، فإنها لا تُعد من السلع ذاتية الصنع. وهذا بسبب المخاطر الشديدة المحتملة على السلامة واللوائح القانونية. وينبغي دائمًا شراء وحدات استقبال الهواء من شركة تصنيع ضواغط هواء ذات سمعة طيبة أو من مُصمِّم أوعية مضغوطة محترف. ومن الأفضل التواصل مع خبير الهواء المضغوط المحلي لديك لاستشارته والتوصل إلى الحل المناسب لاحتياجاتك من الهواء المضغوط.

احتياج مرتفع ومستمر للهواء