Ontoereikende persluchtdistributiesystemen leiden tot hoge energierekeningen, lage productiviteit en slecht presterend pneumatisch gereedschap. Voor het voorkomen van inefficiëntie zijn er drie vereisten waaraan moet worden voldaan.
In dit artikel leggen we uit hoe u aan deze factoren kunt voldoen om tot optimale prestaties te komen.
De drie bovengenoemde vereisten gelden in de eerste plaats voor de hoofdleidingen die dienen voor het huidige en het geplande persluchtverbruik. Als u op een later tijdstip een grotere leiding moet installeren, is de kostprijs relatief laag in vergelijking met een heropbouw van het ganse distributiesysteem. De routering, het ontwerp en de afmetingen zijn belangrijk voor de efficiëntie, betrouwbaarheid en kosten van de persluchtproductie.
Soms wordt geprobeerd om een grote drukval te compenseren door de werkdruk van een compressor te verhogen van (bijvoorbeeld) 7 bar(e) tot 8 bar(e). Dit is minder efficiënt en kan tot gevolg hebben dat het niveau op het verbruikspunt hoger wordt dan toegelaten. Aanbevolen wordt om in plaats van deze werkwijze de koppelingen te evalueren.
Vaste persluchtdistributienetwerken moeten zo worden gedimensioneerd dat de drukval in de leidingen niet meer bedraagt dan 0,1 bar. Dit wordt gemeten ten opzichte van het meest veraf gelegen verbruikspunt van de compressor. Bij het berekenen van de druk moet rekening worden gehouden met flexibele slangen die zijn aangesloten, koppelingen en andere aansluitigen. De grootste drukval doet zich vaak voor op die plaatsen.
De grootste lengte die in het leidingnet voor een bepaalde drukval is toegelaten wordt berekend met de volgende vergelijking.
l = totale leidinglengte (m)
∆p = toegelaten drukval (bar)
p = absolute inlaatdruk (bar(a))
qc = vrije luchtlevering van de compressor (FAD) in l/s
d = binnendiameter van leiding (mm).
De beste oplossing ligt in het ontwerpen van een ringleidingsysteem met gesloten lus. Vanaf de lus lopen dan aftakkingen naar de verschillende verbruikspunten. Dit zorgt voor een gelijkmatige persluchttoevoer, doordat de lucht vanuit twee richtingen naar het verbruikspunt wordt geleid.
Om de ideale druk te kunnen handhaven moeten alle luchtcompressorinstallaties dit systeem gebruiken. De enige uitzondering hierop is een situatie waarbij er een grote afstand is tussen de machine en het verbruikspunt. In dat geval wordt een aparte hoofdleiding toegevoegd.
In elke compressorinstallatie zijn één of meer luchtketels opgenomen. De afmetingen ervan hangen af van de capaciteit van de compressor, het regelsysteem en de het luchtbehoeftepatroon van de verbruiker. De luchtketel vormt een bufferopslagruimte voor de perslucht, brengt de pulsaties in balans, koelt de perslucht af en verzamelt condens.
Daarom moet de luchtketel zijn voorzien van een condensaataftapinrichting. De volgende vergelijking wordt gebruikt voor het dimensioneren van het volume van de luchtketel. Let wel: deze berekening geldt alleen voor compressoren met onbelast-/belastregeling.
V = volume luchtketel (l)
qC = FAD compressor (l/s)
p1 = inlaatdruk compressor (bar(a))
T1 = maximale inlaattemperatuur compressor (K)
T0 = luchttemperatuur van compressor in luchtketel (K)
(pU -pL) = ingesteld drukverschil tussen belast en onbelast
fmax = maximale belastingsfrequentie (1 cyclus per 30 seconden voor Atlas Copco-compressoren).
Voor compressoren met variabele toerentalaandrijving (VSD) is het vereiste volume van de luchtketel aanzienlijk minder. Bij het gebruiken van de bovenstaande formule moet qc worden opgevat als de FAD bij het minumumtoerental. Verder is het niet aan te bevelen om de compressor/het leidingnet te dimensioneren voor een hoog luchtverbruik in korte tijd.
In het bovengenoemde scenario moet er een aparte luchtketel zijn die is gedimensioneerd voor een maximaal vermogen en die is opgesteld bij het verbruikspunt. In extreme gevallen wordt een kleinere hogedrukcompressor gecombineerd met een grotere luchtketel. Een dergelijke opstelling is geschikt bij kortstondige grote luchtbehoeften met lange tussenpauzen.
Rekening houdend met uw totale verbruik wordt de volgende vergelijking gebruikt om het gemiddelde gebruik vast te stellen.
V = volume luchtketel (l)
q = luchtstroom tijdens ledigingsfase (l/s)
t = duur van ledigingsfase (s)
p1 = normale werkdruk in het netwerk (bar)
p2 = minimumdruk voor werking van de verbruiker (bar)
L = luchtbehoefte vulfase (1/werkcyclus).
Deze formule houdt geen rekening met het feit dat de compressor tijdens de ledigingsfase lucht kan blijven leveren. Meer informatie over luchtketels en het dimensioneren ervan.
Bij het ontwerpen en dimensioneren van een persluchtnetwerk is het goed om te beginnen met een apparatuurlijst waarin alle verbruikspunten en de locaties ervan zijn aangegeven. Bij een ideale werkwijze worden deze punten in logische eenheden gegroepeerd en wordt dezelfde distributieleiding gebruikt voor een luchtlevering via de stijgleidingen van de luchtcompressorinstallatie.
Grote persluchtnetwerken zijn gewoonlijk opgedeeld in vier hoofdonderdelen.
De stijgleidingen transporteren perslucht van de compressorinstallatie naar het verbruiksgebied. Distributieleidingen verdelen de lucht over het gebied. Onderhoudsleidingen leiden de lucht van de distributieleidingen naar de werkplekken/verbruikspunten.
Bij het verdelen van perslucht ontstaat drukverlies als gevolg van wrijving in de leidingen. Daardoor is de rechtstreeks door de compressor geleverde druk meestal niet meteen gereed voor gebruik. Bovendien kunnen er zich in kleppen en leidingbochten smooreffecten en veranderingen in de stromingsrichting voordoen. De verliezen worden omgezet in warmte en resulteren in drukval.
Als alternatief voor de bovengenoemde formule kan een nomogram (zie hieronder) worden gebruikt om de meest geschikte leidingdiameter vast te stellen. Voor deze berekening moeten het debiet, de druk, de toegelaten drukval en de leidinglengte bekend zijn. Voor de installatie wordt vervolgens een standaardleiding met de grootste diameter die het dichtst in de buurt komt gekozen.
De equivalente leidinglengtes voor alle onderdelen van de installatie worden berekend met behulp van een lijst met koppelingen en leidingcomponenten. Verder wordt de stromingsweerstand uitgedrukt door de overeenkomstige leidinglengte. De voor het netwerk geselecteerde afmetingen worden vervolgens opnieuw berekend om ervoor te zorgen dat er geen drukval van enige betekenis ontstaat. Voor grote installaties moeten de afzonderlijke leidinggedeelten (onderhoudsleiding, distributieleiding en stijgleidingen) afzonderlijk worden berekend.
Strategisch geplaatste persluchtflowmeters vergemakkelijken de interne afschrijving en economische allocatie van persluchtgebruik in het bedrijf. Perslucht is een productiemedium dat deel uitmaakt van de productiekosten van de afzonderlijke afdelingen binnen het bedrijf. In dit licht gezien, zouden alle betrokken partijen kunnen profiteren van de pogingen om het verbruik in de verschillende afdelingen te verminderen.
De tegenwoordig verkrijgbare persluchtflowmeters bieden alles, van numerieke waarden voor handmatige aflezingen tot meetgegevens. Deze informatie kan rechtstreeks naar een computer of afschrijvingsmodule worden verzonden. Deze persluchtflowmeters worden over het algemeen dicht bij afsluitkranen gemonteerd. Een ringmeting vraagt bijzondere aandacht, omdat de meter de luchtstroom zowel vooruit als achteruit moet kunnen meten.
Wij hopen dat u met dit artikel geholpen bent bij het beoordelen van uw opstelling op optimale prestaties met minimale drukval en lekkage. Het gebruik van de genoemde vergelijkingen is hierbij een goed uitgangspunt. Als u nog niet zeker weet wat de beste werkwijze is, neem dan gerust contact met ons op. Ons team helpt u graag verder.
Meer informatie over het installeren van een compressorsysteem vindt u hieronder.
Samen met elektriciteit, water en gas houdt perslucht onze wereld draaiende. We zien het misschien niet altijd, maar perslucht is overal om ons heen. Omdat er zoveel verschillende toepassingen voor (en eisen aan) perslucht zijn, zijn compressoren nu verkrijgbaar in allerlei verschillende soorten en maten. In deze gids vertellen wij wat compressoren doen, waarom u ze nodig hebt en welke opties u hebt.
Wilt u extra hulp? Klik op de onderstaande knop, waarna een van onze experts zo spoedig mogelijk contact met u opneemt.
25 April, 2022
Er zijn een aantal beslissingen nodig bij de vaststelling van de dimensies van een persluchtinstallatie zodat dat deze voldoet aan verschillende behoeften, maximaal rendement geeft tijdens gebruik en voorbereid is op toekomstige uitbreidingen. Lees meer.
31 May, 2022
Het installeren van een compressorsysteem is eenvoudiger dan vroeger. Er moet echter nog wel met enkele zaken rekening worden gehouden en dan met name met de locatie van de compressor en hoe de ruimte rond de compressor moet worden georganiseerd. Meer informatie vindt u hier.
22 February, 2022
Een luchtketel, ook wel persluchttank genoemd, vormt een wezenlijk onderdeel van een persluchtsysteem. Meer informatie over luchtketels vindt u hier.
