Návrh a plánování systému stlačeného vzduchu
Navrhování průmyslového systému stlačeného vzduchu od základů vám poskytuje jedinečnou příležitost optimalizovat efektivitu, úspory nákladů a dlouhodobou spolehlivost. Tento článek vás provede základními principy návrhu systému, který bude vyhovovat vašim současným potřebám i těm budoucím.
Plánování účinného systému stlačeného vzduchu
Při navrhování systému stlačeného vzduchu je třeba vzít v úvahu celou řadu parametrů a učinit mnoho rozhodnutí, aby byly splněny požadavky provozovatele pro danou aplikaci stlačeného vzduchu, s cílem dosažení co nejnižších provozních nákladů. Instalace by měla být rovněž navržena tak, aby v případě potřeby umožnila budoucí rozšíření.
Je důležité si uvědomit, že samotné stroje, stejně jako plánování a instalace, tvoří pouze malou část celkových nákladů na životní cyklus. Pozdější provozní náklady, zejména spotřeba energie, tvoří většinu celkových nákladů. Proto by se veškeré plánování mělo zaměřit na snadnou údržbu a účinnou technologiiod kompresorů a potrubního systému až po sušiče stlačeného vzduchu a filtry. Druh technologie stlačeného vzduchu, který by měl být použit, je naopak předepsán aplikací nebo procesy, které budou stlačený vzduch vyžadovat.
Krok 1: Definování okolních podmínek
Pro zajištění optimálního výkonu systému při velkých instalacích je nejlepší umístit kompresorovnu tam, kde je možné snadné vedení distribuční sítě. V ideálním případě by měla být umístěna v blízkosti pomocných zařízení, jako jsou čerpadla, ventilátory nebo dokonce v blízkosti kotelny. Díky tomuto nastavení je servis a údržba rychlejší a přístupnější.
Vybraná budova by měla být vybavena zvedacím zařízením schopným manipulovat s nejtěžšími součástmi kompresorové instalace, obvykle elektromotorem . Alternativně lze využít vysokozdvižného vozíku. Měl by zde být také dostatek podlahové plochy pro instalaci dalšího kompresoru v případě budoucího rozšíření. Kromě toho musí být světlá výška dostatečná, aby v případě potřeby umožnila zdvihání elektromotoru nebo podobného zařízení.
V místě musí být zajištěn podlahový odtok nebo podobné zařízení pro odvádění kondenzátu z kompresoru, dochlazovače, vzdušníku, sušičeka dalších součástí. Podlahový odtok musí být proveden v souladu s místní legislativou.
Krok 2: Odhad spotřeby vzduchu
Při výběru vzduchového kompresoru je klíčové porozumět požadavkům na průtok a tlak ve vašem zařízení. Tlak a průtok jsou běžné pojmy používané při diskusi o systémech stlačeného vzduchu.
- Tlak: Odkazuje na množství síly potřebné k provedení určitého množství práce v daném okamžiku. Lze měřit v librách na čtvereční palec ( psi ) nebo v barech (metrické měření tlaku).
- Průtok: Určuje, jak rychle a efektivně kompresor dokončí úkol v závislosti na požadované době trvání. Měří se v krychlových stopách za minutu ( cfm ), litrech za sekundu ( l/s ) nebo metrech krychlových za hodinu ( m³/h ) v závislosti na vaší lokalitě.
Pro výpočet celkové spotřeby stlačeného vzduchu uveďte všechny spotřebiče stlačeného vzduchu, (nářadí, stroje, zařízení) s požadavky na tlak a průtok. Používejte údaje výrobce nebo odhadované hodnoty. Pokud je to možné, porovnejte je s podobnými zařízeními.
Po sečtení jednotlivých potřeb použijte "faktor souběhu", abyste zohlednili přerušovaný provoz. Nezapomeňte zahrnout rezervu na netěsnosti, opotřebení a budoucí navýšení spotřeby.
Různé nástroje a aplikace vyžadují specifické úrovně průtoku a tlaku. Zde jsou uvedeny typické požadavky na vzduch pro běžné nářadí a průmyslové aplikace.
| Využití | Průtok a tlak (US) | Průtok a tlak (metrický) | Vzduchové nářadí | Průtok a tlak (US) | Průtok a tlak (metrický) |
|---|---|---|---|---|---|
| Domácí použití | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0,47-0,94 l/s 4,8-6,2 bar |
Airbrush | 0.5–1.5 CFM 20–30 PSI |
0,24-0,71 l/s 1,4-2,1 bar |
| Stříkací pistole | 4–8 CFM 30–50 PSI |
1,89-3,78 l/s 2,1-3,4 bar |
Sponkovačka | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0,47-0,94 l/s 4,8-6,2 bar |
| Pískování | 6–25 CFM 70–90 PSI |
2,83-11,8 l/s 4,8-6,2 bar |
Pneuhustič | 2–3 CFM 100–150 PSI |
0,94-1,42 l/s 6,9-10,3 bar |
| Různé nářadí | 3–10 CFM 90–120 PSI |
1,42-4,72 l/s 6,2-8,3 bar |
Rázový šroubovák | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1,42-2,36 l/s 6,2-6,9 bar |
| Systémy HVAC | 6–12 CFM 80–100 PSI |
2,83-5,66 l/s 5,5-6,9 bar |
Vzduchová ráčna | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1,42-2,36 l/s 6,2-6,9 bar |
| Chladicí jednotka | 3–5 CFM 60–80 PSI |
1,42-2,36 l/s 4,1-5,5 baru |
Vrtačka s příklepem | 3–6 CFM 90–120 PSI |
1,42-2,83 l/s 6,2-8,3 bar |
| Automobilový průmysl | 8–15 CFM 90–120 PSI |
3,78-7,08 l/s 6,2-8,3 bar |
Stříkací zařízení | 6–7 CFM 30–50 PSI |
2,83-3,30 l/s 2,1-3,4 bar |
| Obaly na potraviny a nápoje | 4–10 CFM 70–90 PSI |
1,89-4,72 l/s 4,8-6,2 bar |
Bruska | 5–8 CFM 90–120 PSI |
2,36-3,78 l/s 6,2-8,3 bar |
Optimalizace výkonu stlačeného vzduchu ve složitých prostředích
Ve složitých prostředích s různými aplikacemi a nářadím závislými na stlačeném vzduchu je nutné zajistit optimální výkon a energetickou účinnost systému stlačeného vzduchu. Rozložení dodávky vzduchu napříč různými aplikacemi zabraňuje poklesům tlaku, snižuje plýtvání a přizpůsobuje se proměnlivému využítí v reálném čase.
Krok 3: Určení velikosti kompresoru
Výběr správného kompresoru začíná pochopením vašich potřeb v oblasti průtoku vzduchu. Průtok se měří v l/s a udává, kolik vzduchu vaše zařízení potřebuje k efektivnímu provozu. Vzhledem k tomu, že každé nářadí nebo stroj může vyžadovat jiné množství průtoku vzduchu, je důležité zvolit kompresor, který odpovídá vašim konkrétním aplikacím.
Dále zvažte požadovaný provozní tlak, měřený v bar. Úkoly, jako je pneumatické nářadí nebo stříkání barvy, často vyžadují různé úrovně tlaku, aby mohly pracovat efektivně. Nezapomeňte zohlednit možné poklesy tlaku způsobené filtry, sušičkami nebo dlouhým potrubím.
Důležité je také podívat se na celou aplikaci. Některá použití mohou vyžadovat vyšší kvalitu vzduchu nebo konzistentnější tlak. Nakonec zvažte výkon kompresoru, měřený v koních nebo kilowatech. Zatímco na výkonu záleží, měl by podporovat průtok vzduchu a tlak, které jste již definovali, nikoliv řídit výběr samostatně.
Krok 4: Výběr příslušenství a ovládacích prvků
Správná konfigurace zařízení závisí zcela na vaší aplikaci. Některé provozy mohou vyžadovat bezolejové kompresory pro ochranu citlivých procesů, zatímco jiné se mohou spolehnout na modely s olejovým vstřikováním.
Volba mezi kompresory s fixními otáčkami a kompresory s variabilními otáčkami závisí na několika faktorech, včetně toho, jak stabilní nebo kolísající je vaše poptávka po vzduchu. Kompresory s variabilními otáčkami jsou obvykle účinnější v aplikacích s proměnlivou poptávkou, zatímco stroje s fixními otáčkami mohou vyhovovat provozům s konstantním zatížením. Podle požadované úrovně čistoty vzduchu by se měl odvíjet výběr vzduchových filtrů a sušicích systémů.
Účinné sušiče vzduchu, vysoce výkonné filtry v integrované verzi mohou zvýšit celkovou spolehlivost systému, snížit nároky na údržbu a ušetřit místo, zejména pokud jsou přizpůsobeny vašim požadavkům na tlak a průtok.
Dobám odstávky lze rovněž zabránit použitím řídicího systému kompresoru. Centrální řídicí systém může řídit více kompresorů. Vyvažuje provozní hodiny mezi kompresory, aby se snížilo opotřebení a zjednodušily úkony údržby a bezproblémově nahrazuje vadný nebo offline stroj, čímž zajišťuje konzistentní tlak a nepřerušenou výrobu.
Profesionální tip: minimalizace celkových nákladů na životní cyklus
Nižší pořizovací náklady se mohou zdát zásadní, ale v dlouhodobém horizontu mohou vést k vyšším výdajům. Často se vyplatí investovat trochu více, zejména když je kompresor účinnější a snadněji se udržuje.
Dosažení nižší spotřeby energie je klíčové, protože spotřeba energie může představovat až 80 % celkových nákladů na životnost kompresoru.
Proto je důležité vybírat technologie a zařízení navržené tak, aby šetřily energii. Od kompresorů s proměnlivými otáčkami (VSD) po systémy rekuperace tepla vede výběr správných komponent od samého začátku k nižším provozním nákladům a menší ekologické stopě.
Související články
Plánování systému stlačeného vzduchu může během procesu vyvolat mnoho otázek. Chcete-li se dozvědět více o dalších souvisejících tématech, podívejte se na následující související články.
