Что такое точка росы, и почему она является одним из ключевых факторов при выборе осушителя для любой пневматической системы

Как образуется конденсат?

     Воздух всегда содержит влагу в своем составе. При стабильной или медленно меняющейся температуре она практически никак себя не проявляет. Но, если резко охладить воздух, то влага, содержащаяся в нем, начнет конденсироваться, т.е. собираться в крупные капельки и выпадать/оседать на поверхностях. Так обычно происходит образование всем знакомого тумана в низинах.

     Конденсация влаги происходит при преодолении воздухом критической температуры, после которой наступает 100-процентное насыщение. Т.е. когда газообразная среда достигает 100% влажности – начинается процесс конденсации.

     В компрессорных системах воздух помимо влаги содержит также примеси пыли и масла. Поэтому конденсат из пневматической системы может быть маслосодержащим, жирным или включать агрессивные компоненты. Его образование отличается от образования конденсата при нормальном атмосферном давлении и связано с непроизвольным нагревом сжимаемой среды:

1. Сначала воздух проходит процесс сжатия, из-за этого его температура значительно повышается, даже несмотря на охлаждение маслом или впрыск воды.
2. Далее сжатый воздух попадает в пневмомагистраль (трубопровод), где из-за соприкосновения горячего воздуха и стенок трубы с гораздо более низкой температурой, он начинает быстро остужаться.
3. Из-за быстрого понижения температуры образуется конденсат, который необходимо как-то удалить из пневмосистемы.

Понятие температуры точки росы.

     Чтобы убрать конденсат из сжатой газообразной среды, используются специальные устройства, называемые осушители. Они бывают разного вида (работающие на охлаждении, адсорбции или впитывании), но суть их работы сводиться к одной цели – убрать излишки влаги. Мембранный тип устройств работает на «впитывании» конденсата с помощью мембран, а вот рефрижераторные (охладительные) и адсорбционные используют принцип точки росы.

     Точка росы (ТР) – это то самое граничное значение температуры, после понижения которого из воздуха начинает конденсироваться влага. Т.е. если газообразная среда имеет температуру точки росы – то конденсата еще нет. Но если происходит охлаждение ниже этого значения, то начинается процесс образования конденсата, потому что газ становится перенасыщен влагой.

     Необходимо понимать, что ТР сжатого воздуха (ТРД) и ТР воздуха с обычным атмосферным давлением различаются. У сжатого воздуха ТР значительно выше.

Как выбрать осушитель сжатого воздуха?

     Вид осушителя для компрессорной системы подбирается исходя из значения ТРД. Допустим, приобретается осушитель со значением ТРД 0°С. На практике это значит, что в воздухе, прошедшем сквозь подобное устройство, не будет происходить конденсация капель влаги, если температура окружающей среды или трубопровода не будет падать ниже этого значения.

Поэтому при выборе устройства осушителя для компрессорной системы необходимо заранее:

• рассчитывать рабочие температуры – будет ли температура в помещении, где установлена пневматическая система опускаться до минусовых температур;
• учитывать расположение магистрали – будет ли трубопровод со сжатым воздухом выходить на улицу или в неотапливаемое помещение.

Формула для приблизительного расчёта точки росы Tρ в градусах Цельсия (только для положительных температур):

Формула обладает погрешностью ±0,4 °C в следующем диапазоне значений:

0 °C <  < 60 °C

0,01 <  < 1,00

0 °C <  < 50 °C

Существует более простая формула для приблизительного расчета, дающая погрешность ±1,0 °C при относительной влажности в объемных долях более 0,5:

Эту формулу можно использовать для вычисления относительной влажности по известной точке росы:

     Зная эти показатели, рассчитываются минимальные значения температур (ТРД) и уже по ним подбирается осушитель для компрессора.

Сухость воздуха.

     Также установка осушителя с корректным значением ТРД важна для соблюдения требований по содержанию не сконденсированной влаги в сжатом воздухе. Осушитель не удаляет полностью всю влагу из сжатого воздуха. Поэтому если сжатый воздух впоследствии используется для сфер, где высокие требования к его сухости, необходимо это учитывать. Повышенные критерии к сжатому воздуху (содержанию не сконденсированной влаги) предъявляют:

• металлургия – сжатый воздух подается в печи;
• электронике;
• резке металла;
• медицине.

     В этом случае необходимое значение высчитывается по специальным таблицам, в которых указывается содержание влаги в газообразной среде при различных ТРД. Сначала вычисляется, какие максимальное значение влаги в воздухе допустимо и уже потом по таблице высчитывается значение ТРД.

Виды осушителей по значениям ТРД.

     На принципе ТРД работает 2 вида осушителей компрессорных систем: рефрижераторные и адсорбционные. Рефрижераторные обычно имеют ТРД +3°С. Это значит, что устройство удаляет тот объем влаги из сжатой газообразной среды, который конденсируется при этом значении температуры. Если же в помещении, где стоит компрессорная установка, или в пневмомагистрали температура будет ниже, это приведет к падению температуры сжатого газ ниже рабочей отметки +3°С. В результате чего конденсат все-таки образуется.

     Поэтому рефрижераторные осушители рекомендуется применять в отапливаемых зданиях, где не бывает минусовых температур. А также для тех пневмосистем, чьи магистрали не выходят на улицу и не подвергаются влиянию минусовых температур.

     Адсорбционные же осушители имеют широкий разброс ТРД: от -40 до -70°С. Они удаляют из сжатого воздуха весь объем влаги, который конденсируется при этих значениях. Это позволяет получать сухой воздух, который пригоден для большого количества областей.

     Производители компрессорных систем указывают в технических паспортах максимальные значения ТРД, которые рекомендуются для недопущения образования коррозии. Но это не исключает применение более сухого воздуха. Поскольку он содержит меньшее количество не сконденсированной влаги, то снижается риск выпадения конденсата из-за случайного понижения температуры окружающего воздуха. А также продлевается срок службы всего пневматического оборудования, где впоследствии используется или с помощью которого транспортируется сжатый воздух.