خشک کردن و سردکردن هوای فشرده

خشک کردن هوای فشرده:

   بعد از تهیه هوای فشرده و ذخیره کردن آن در مخزن مناسب باید عملیات دیگری روی هوای فشرده انجام پذیرد تا قابل‌مصرف در سیستم پنیوماتیک گردد. همراه هوای ورودی به کمپرسور مقداری رطوبت نیز وارد می گردد. رطوبت وارد شده بر اثر کمپرس به آب تبدیل شده و همراه هوای فشرده در مخزن انباشته می شود. البته در قسمت زیرین تمامی مخازن هوای فشرده شیری جهت تخلیه آب نصب گردیده است و مسئولین کمپرسور خانه متناوباً آب مخزن را تخلیه می کنند ولی تمامی آب تخلیه نشده و مقداری از آن همراه هوای فشرده به سیستم لوله کشی هوای فشرده راه می یابد. حال جهت سالم ماندن سیستم و در امان ماندن قطعات پنیوماتیک از زنگ زدگی تا حد امکان رطوبت و آب از سیستم پنیوماتیک باید خارج گردد. جهت این عمل سه راه وجود دارد:

  1. خشک کردن شیمیایی
  2. خشک کردن برودتی
  3. خشک کردن مکانیکی
  • خشک کردن شیمیایی یا جذبی:

   در این روش مخازن مخصوصی وجود دارد که نوعی مواد شیمیایی که به آن گل (gel) گفته می شود وجنس آن از سیلیسیوم دی اکسید است در آن ریخته می شود و هوای فشرده را از مجرایی وارد آن می کنند. هوا پس از عبور از این مخزن و تماس با مواد شیمیایی رطوبت خود را از دست می دهد بدین‌صورت که مواد شیمیایی رطوبت هوا را جذب می نمایند و هوای خشک شده از طریق خروجی مخزن خارج می گردد. قابل ذکر است بعد از مدت زمان معینی اشباع شدن مواد شیمیایی از رطوبت این مواد با مواد نوع باید تعویض شود.

مزایای خشک کردن شیمیایی:

  1. نصب و راه اندازی این دستگاه راحت و ساده است
  2. به علت نداشتن قطعات متحرک فرسودگی مکانیکی بسیار کم است
  3. جهت کارکرد نیاز به منبع انرژی ندارد
  • خشک کردن برودتی (یخچالی)

   در این روش هوای فشرده را وارد یک محفظه می نمایند که در محفظه سیستم سرد کننده ای وجود دارد(معمولاً از سیستم خنک کننده مانند یخچال استفاده می شود) با تماس هوای فشرده با لوله‌های ماده سرمازای فرئون12 مقداری از حرارت خود را از دست می دهد که این عمل باعث تبدیل شدن بخار آب موجود در هوا به آب می شود و آب حاصل از مجرای مخصوص خارج می گردد.

  • خشک کردن مکانیکی

   در این روش که ارزان‌ترین و ساده‌ترین روش جهت خارج نمودن آب از هوای فشرده است سعی می شود تا به صورت های مختلف سطح تماس هوای فشرده با جدارهای داخلی مخازن و لوله کشی ها زیادتر شود یا بر اثر برخورد هوای فشرده با سطوح مقابل،قطرات آب جدا شده و بر اثر جاذبه در پایین‌ترین نقطه تجمع یافته و به صورت دستی یا خودکار از سیستم خارج می شود.

  • سرد کردن هوای فشرده

   طی فرایند کمپرسور هوایی که تحت فشار قرار گرفته است افزایش دما می یابد. افزایش دمای هوای فشرده جهت سیستم مضر است زیرا علاوه بر اینکه روی کلیه عناصر یا المان‌های پنیوماتیکی نظیر شیرها و سیلندرها اثر مخرب می گذارد و باعث کاهش راندمان و فرسودگی این عناصر می گردد، روی قطعات فلزی سیستم انباره کردن نظیر انواع مخازن و اتصالات و نیز لوله کشی اثر مخرب می گذارد و باعث افزایش فرسایش مخازن،اتصالات و لوله کشی می گردد، لذا درجه حرارت هوای فشرده باید کاهش یابد. مادامی که هوای فشرده در مخازن ذخیره می گردد قسمتی از درجه حرارت از طریق پوسته مخازن دفع می شود. لذا قرار دادن مخازن در مکان هایی که درجه حرارت کمتری دارد کار مفیدی است و توصیه می گردد مخازن هوای فشرده زیر نور آفتاب قرار نداشته و در مکان های سربسته و حتی‌الامکان از کنج قرار گرفتن و کنار دیوار قرار گرفتن مخازن جلوگیری شود. عبور هوای فشرده از طریق لوله کشی نیز مقداری از درجه حرارت آن می کاهد،لیکن این کاهش درجه حرارت کافی نیست.لذا هوای فشرده را توسط دستگاه هایی مخصوص خنک می کنند.

این دستگاه‌ها به 3 دسته تقسیم می شوند:

  1. خنک کننده هوای فشرده توسط ماده فرئون مانند خنک کنندگی یخچال
  2. خنک کردن هوای فشرده توسط آب سرد
  3. خنک کننده هوای فشرده توسط هوای سرد

   خنک کننده ها یا کولرهای هوای فشرده که با هوای سرد کار می کنند مانند رادیاتور اتومبیل هستند. هوای فشرده از ورودی رادیاتور وارد و از خروجی آن خارج می شود. توسط پروانه هایی که با الکتروموتور می چرخند هوای سرد به رادیاتور دمیده شده و باعث کاهش درجه حرارت رادیاتور و نهایتاً هوای فشرده در حال عبور از داخل رادیاتور می گردد. در خنک کننده هوای فشرده توسط آب فرم دستگاه به گونه ای است که یک مخزن بدون درز وجود دارد و رادیاتوری داخل آن قرار گرفته است از داخل رادیاتور هوا عبور نموده و از اطراف رادیاتور که داخل مخزن قرار دارد آب عبور نماید. آب سرد با تماس رادیاتور درجه حرارت هوای فشرده را کاهش می‌دهد و ضمناً آب نیز گرم شده وجهت مصارف تأسیسات کارخانه نیز می‌توان از آب گرم استفاده کرد. نوع دیگر خنک کردن هوای فشرده به این صورت است که هوای فشرده از درون مخزنی عبور می نماید که لوله‌های مارپیچی از درون مخزن عبور نموده که مانند یخچال توسط گاز فرئون لوله‌های عبوری از داخل مخزن خنک می شوند.اگر خنک کننده های هوا بین مراحلی از کمپرسور قرار گیرد، آن را خنک کننده داخلی یا اینترکولر می نامند. مثلاً کمپرسور دو سیلندری را در نظر بگیرید که هوای فشرده خروجی از سیلندر اول که مقداری افزایش فشار یافته وارد دستگاه هوا خنک‌کن شده سپس وارد سیلندر دومی یا مرحله دوم فشار سازی می گردد. درصورتی‌که دستگاه خنک‌کن هوا بعد از تمامی مراحل فشرده سازی هوای فشرده قرار گیرد به آن افترکولر می گویند.

  • خنک کاری آبی

   بیشتر کمپرسورهای یک مرحله‌ای بزرگ و عمده کمپرسورهای چندمرحله‌ای توسطآب خنک می شوند. در کمپرسورهای رفت و برگشتی این عمل از نظر پایه‌ای شبیه موتورهای احتراق داخلی است که آب خنک کننده توسط مجراهایی در اطراف بدنه سیلندر و سر سیلندر گردش می کنند. این مجراها هم می توانند هنگام ریخته‌گری سیلندر و سر سیلندر داخل آن‌ها جای بگیرند و هم به‌صورت جدا می توانند روی آن‌ها بسته شوند.یک روش متناوب که گاهی از آن استفاده می شوند این است که تمام سیلندر در وان آبفروبرده شود.دمای آب خنک کننده باید تا حد امکان پایین باشد و میزان عبور آب نیز زیاد باشد تا دمای کمپرسور تا حد امکان کاهش یابد. در سیستم‌های بسته یک مبدل حرارتی برایخنک کردن آب در گردش لازم است تا دمای آب ورودی به سیستم را پایین آورد مانند عمل خنک کاری در اتومبیل که رادیاتور توسط جریان اجباری حاصل از پروانه خنک می شود. در سیستم‌های بزرگ انواع گوناگون خنک کننده آبی استفاده می شود مانند برج خنک کننده که یک منبع سرد آب خنک کننده برای ورودی سیستم مهیا می‌کند. کمپرسورهای سانتریفوژ معمولاً به یکی از سه طریق زیر خنک می شوند:

  1. خنک کننده دیافراگمی: به این صورت که مسیرهای رفت و برگشت مجرا بندی شده و آب خنک از این مجراها عبور می کند.
  2. خنک کننده تزریقی: که خنک کاری مستقیم است که بوسیله پاشیدن آب خنک به هوای عبوری از کمپرسور است.
  3. خنک کننده داخلی که بین مراحل انجام می شود.

خنک کننده دیافراگمی این حسن را دارد که خنک کاری هر مرحله می تواند جدا و یا تنظیم شود بدون برداشتن حرارت از سیستم.

  • خنک کاری هوایی

   در کمپرسورهای کوچک یک مرحله‌ای جریان خنک کاری طبیعی با کمک پره‌های روی سیلندرها کافی است . عملکرد چنین کمپرسوری می‌تواند با تغییر دمای محیط تا حدودی تغییر کند یعنی یک چنین خنک کاری وابسته است و معین و مشخص نیست. جریان اجباری هوای خنک کننده معمولاً ارجح است به‌عنوان مثال در یک موتور احتراق داخلی فن خنک کننده حرکت خود را از موتورمی گیرد یا در یک کمپرسور به عنوان توان خروجی برای این منظور استفاده می شود. اگر کمپرسور درجای گرمی قرار داشته باشد بهتر است هوای خنک کننده از یک منبع هوای خنک‌تر تأمین شود. به عنوان مثال از درون یک مجرا که به بیرون مکان کمپرسور راه دارد، میزان خنک کاری موردنیاز برای یک کمپرسور به طور قابل‌ ملاحظه ای بالاتر از خنک کاری حالت بهینه یک موتور احتراق داخلی است. هدف اصلی،پایین بردن دمای کمپرسور تا حد امکان است بعلاوه کار کردن کمپرسور در شرایط یکنواخت است. جریان خنک کننده هوای اجباری برای هر دو کمپرسورهای بزرگ و کوچک می تواند کافی باشد البته برای کمپرسورهای بزرگ به شرطی که دارای ظرفیت پایین باشند یا چند مرحله‌ای باشند، کافی است. در کمپرسورهای چندمرحله‌ای افزایش دما در هر مرحله از کمپرسور تک‌ مرحله‌ای با همان حالت کمتر است.

اطلاعات تکميلي

  • حوزه کاربرد: خشک و سرد کردن هوای فشرده