Waarom zit er water in mijn compressor?

Condensaat in perslucht

Hebt u ooit mensen horen klagen over water in hun persluchtsysteem, of lekt uw compressor water? Dit komt vaker voor maar mag niet worden genegeerd, aangezien het water schade kan veroorzaken aan uw persluchtsysteem en de kwaliteit van uw eindproduct kan beïnvloeden. Laten we eens kijken waarom water voorkomt in perslucht en wat er moet gebeuren om potentiële risico's te vermijden.

Waarom komt er water uit mijn compressorsysteem?

Watercondensatie is een natuurlijk fenomeen en een bijproduct van het samenpersen van de lucht. De hoeveelheid water die door een luchtcompressor wordt geproduceerd is grotendeels afhankelijk van de inlaatconditie, de kwaliteit van de lucht in een bepaalde omgeving en de druk. In eenvoudige termen: luchttemperatuur, vochtigheid, compressorgrootte en vereiste druk bepalen de hoeveelheid water die uit de compressor komt en potentieel in het persluchtleidingnet belandt. Warme, vochtige lucht heeft natuurlijk een hoger vochtgehalte dan koude lucht, en dit resulteert in meer water uit de compressor. Om een voorbeeld te geven, een 55 kW (75 pk) schroefcompressor die opereert in een omgevingstemperatuur van 24 °C met 75% relatieve luchtvochtigheid produceert 280 liter water per dag. Hieronder wordt het proces van vochtverwijdering binnen een persluchtsysteem geïllustreerd. 

Het water kan worden afgescheiden met behulp van accessoires:nakoelers, condensatieafscheiders, koeldrogers en adsorptiedrogers. Een compressor die werkt bij 7 bar(e) overdruk comprimeert lucht tot 7/8 van het volume. Dit vermindert ook het vermogen om waterdamp te bevatten met 7/8. De hoeveelheid water die vrijkomt is aanzienlijk. Een 100 kW compressor die lucht van 20 °C met 60% relatieve luchtvochtigheid opneemt, geeft bijvoorbeeld ongeveer 85 liter water af gedurende 8 uur werking. Bijgevolg is de hoeveelheid water die wordt afgescheiden afhankelijk van het toepassingsgebied van de perslucht. Dit bepaalt op zijn beurt welke combinatie van koelers en drogers geschikt is.

Om dit verder toe te lichten, bekijken we hoe parameters zoals de omgevingstemperatuur, het debiet (de grootte van de compressor), de inlaatdruk, inlaattemperatuur en het gewenste drukdauwpunt (PDP) het droogproces en het potentiële watergehalte in het persluchtsysteem beïnvloeden.

Selectieparameters

Debiet of compressorgrootte
Toepassingen die een hoger debiet (CFM of l/s) vereisten, resulteren in een groter watergehalte in het persluchtsysteem.

Omgevingstemperatuur/vochtgehalte
Compressoren die in een hogere omgevingstemperatuur en vochtige omgeving werken, produceren grotere hoeveelheden water in het persluchtsysteem.

Inlaattemperatuur
Als de inlaattemperatuur naar de droger hoger is, is er meer water aanwezig in de perslucht, dus is er een grotere droger nodig om de lucht te behandelen en het water af te scheiden.

Druk
In vergelijking met debiet, temperatuur of luchtvochtigheid werkt de druk andersom: hoe hoger de druk, hoe minder water de perslucht bevat en hoe gemakkelijker het drogen is. Als je denkt aan een met water gevulde spons: hoe harder je in de spons knijpt, hoe minder water deze bevat.

Drukdauwpunt (PDP)
Drukdauwpunt is een gebruikelijke manier om het watergehalte in de perslucht te meten. PDP verwijst naar het temperatuurpunt waarbij lucht of gas verzadigd is met water en het proces van condensatie - of overgang naar een vloeibare vorm - begint. Dit kan ook worden uitgelegd als het punt waarop de lucht niet meer in staat is om meer waterdamp vast te houden. Om het watergehalte in de perslucht te minimaliseren, is een lager drukdauwpunt vereist, terwijl hogere PDP-waarden verwijzen naar grotere hoeveelheden waterdamp in het systeem. De grootte van de droger zal de PDP en condensatieniveaus in de perslucht bepalen.

De selectie van parameters in de verschillende stadia van luchtcompressie.

De selectie van parameters in de verschillende stadia van luchtcompressie.

Hoe kan water mijn persluchtsysteem beschadigen?

Overmatig vocht in perslucht kan schadelijke effecten hebben op de persluchtinstallatie en afbreuk doen aan de doeltreffendheid van de werking. Onbehandeld condensaat in de perslucht kan schade en problemen veroorzaken in pneumatische systemen, luchtmotoren, kleppen en alle onderdelen of apparaten die op het systeem zijn aangesloten, en mogelijk het productieproces of eindproduct vervuilen. Hier is een lijst die de nadelige gevolgen van vocht nader toelicht:


Bovendien kan vocht in het persluchtsysteem veel schadelijke effecten hebben op productielucht, instrumentatielucht, ventielen en cilinders, evenals pneumatisch aangedreven gereedschappen. Om buitensporige en onnodige onderhoudskosten en potentiële productieuitval te voorkomen, wordt een proactieve en een juiste uitvoering van de nodige maatregelen aanbevolen om droge en schone perslucht te verkrijgen die geschikt is voor elke toepassing.

Hoe drogen we perslucht?

Het selecteren van de juiste droogmethode voor perslucht is grotendeels afhankelijk van de specifieke vereisten waaraan moet worden voldaan om negatieve effecten op het proces en eindproduct te voorkomen. Een van de eerste stappen van het verwijderen van vocht uit de perslucht vindt plaats binnen in de compressor, want de vochtafscheider of nakoeler kan 40-60% van het verdampte water verwijderen.


Als de perslucht uit de nakoeler komt, is deze nog steeds verzadigd met water en kan deze schadelijke effecten hebben op het hele systeem als deze onbehandeld blijft. Gebruik van een luchtketel kan ook helpen bij het verminderen van het watergehalte in perslucht, want de omgevingstemperatuur van de tank is veel lager dan de hete perslucht die uit de luchtcompressor komt. Bedenk wel dat een natte tank overtollig vocht verzamelt en dus dagelijks zal moeten worden afgetapt om corrosie en overmatige slijtage te voorkomen.


Als de toepassing vraagt om verdere vochtverwijdering, is de toevoeging van een externe of interne (geïntegreerde) persluchtdroger noodzakelijk. Afhankelijk van het gewenste dauwpunt zijn de twee drogeropties koeldrogers en adsorptiedrogers. In een koeldroger wordt de luchttemperatuur verlaagd tot 3 °C, waardoor de waterdamp uit de perslucht condenseert. Als het dauwpunt van de koeldroger niet voldoet, moet een adsorptiedroger worden gebruikt om het gewenste resultaat te bereiken. In een adsorptiedroger wordt het dauwpunt verlaagd tot -40 °C, wat resulteert in de kurkdroge perslucht die essentieel is voor verfspuiten en andere toepassingen met pneumatische gereedschap, drukken en meer kritische productieprocessen.