Asystent instalacji sprężonego powietrza

Sprężarka 37 kW oddaje do sprężarkowni ok. 37 kW ciepła, a sprężarka 5 m³/min latem zamienia w kondensat ok. 4,6 l wody na godzinę.

Pięć narzędzi dla osób, które projektują, instalują albo utrzymują sprężarkownię: ile powietrza potrzeba do jej przewietrzenia, ile kondensatu trzeba odprowadzić, jaka średnica rury wystarczy do podłączenia maszyny, ile kosztuje spadek ciśnienia w instalacji i jak przeliczyć psi na bar, m³/min na l/s czy Nm³ na m³ FAD i litry. Wynik liczy się na bieżąco.

Przelicznik Nm³ ↔ m³ FAD ↔ litry — wpisz przepływ w Nm³/min, Nm³/h albo Nl/min i odczytaj go w m³/min, l/min i l/s FAD (i odwrotnie): otwórz przelicznik.

Jak liczymy

Wentylacja sprężarkowni. Niemal cała energia elektryczna pobierana przez sprężarkę zamienia się w ciepło. Przepływ powietrza chłodzącego: q [m³/s] = P_ciepła [kW] ÷ (1,21 × ΔT), gdzie 1,21 kJ/(m³·K) to iloczyn gęstości i ciepła właściwego powietrza, a ΔT to dopuszczalny przyrost temperatury w pomieszczeniu. Przykład: 37 kW, ΔT = 7 K → 4,37 m³/s, czyli ok. 15 730 m³/h. Sprężarki z kanałem wyrzutowym ciepłego powietrza albo z odzyskiem ciepła oddają do pomieszczenia mniej — wtedy wpisują Państwo mniejszy udział ciepła.

Kondensat. Sprężarka zasysa razem z powietrzem parę wodną: woda na wlocie = wydajność FAD × wilgotność bezwzględna nasycenia w temperaturze otoczenia × wilgotność względna. Po sprężeniu i osuszeniu w powietrzu zostaje tyle pary, ile mieści się w nim w punkcie rosy przy ciśnieniu roboczym. Różnica to kondensat. Wilgotność nasycenia liczymy wzorem Magnusa. Przykład: 5 m³/min, 25 °C, 70%, 7 bar, osuszacz ziębniczy (+3 °C) → ok. 4,6 l/h, 37 l na 8-godzinną zmianę.

Średnica rurociągu. Minimalna średnica wewnętrzna d [mm] = (1,6·10³ × q^1,85 × L / (Δp × p))^0,2, gdzie q to przepływ FAD w l/s, L długość odcinka z dodatkiem na kolana i armaturę (domyślnie +20%), Δp dopuszczalny spadek ciśnienia (domyślnie 0,1 bar), a p ciśnienie bezwzględne. Spadek ciśnienia na odcinku ograniczamy do 0,1 bar, a prędkość powietrza — zależnie od miejsca w instalacji: do 5 m/s w sprężarkowni, do 10 m/s w przesyle i do 15 m/s przy podłączeniu odbiornika. Wynik zaokrąglamy w górę do średnic rur AIRnet z naszej oferty; dla podłączenia odbiornika pokazujemy też najmniejsze pasujące węże techniczne RQSoft, poliuretanowe (PU) i gumowe (Tricoflex GOL BLUE) o ciśnieniu nominalnym nie niższym od roboczego. Przykład: 1 m³/min, 7 bar, 30 m przesyłu → minimum 26,5 mm → AIRnet Ø40 mm.

Koszt spadku ciśnienia. Każdy bar, o który sprężarka musi pracować wyżej, niż potrzebuje odbiornik, to ok. 7% energii więcej. Energia roczna = 1,2 × moc silnika × godziny pod obciążeniem; koszt = 0,07 × spadek ciśnienia [bar] × energia × cena prądu. Przykład: 37 kW, 2 800 h, 1,00 zł/kWh, sprężarka 7,5 bar, odbiornik 6,0 bar → 1,5 bar = ok. 13 050 zł rocznie.

Przeliczniki. 1 bar = 14,504 psi = 0,1 MPa = 100 kPa = 1,0197 at; ciśnienie bezwzględne = nadciśnienie + 1,013 bar. 1 m³/min = 16,67 l/s = 60 m³/h = 35,31 cfm. Wydajność FAD podawana jest wg ISO 1217 (1 bar bezwzględnego, 20 °C, powietrze suche), metr sześcienny normalny (Nm³) wg DIN 1343 (1,013 bar, 0 °C) — 1 m³ FAD = 0,92 Nm³, a 1 Nm³ = 1,087 m³ FAD, czyli 1 087 l. W przeliczniku przepływu można wpisać wartość w Nm³/min, Nm³/h albo Nl/min i odczytać ją jako FAD w m³/min, m³/h, l/min lub l/s.

To obliczenia projektowe na wzorach fizycznych — rzeczywiste ciśnienia, temperatury i ilość kondensatu w Państwa sprężarkowni potwierdzamy pomiarem.

Najczęstsze pytania

Ile powietrza potrzebuje wentylacja sprężarkowni?

Tyle, żeby odebrać ciepło ze sprężarek i osuszaczy przy dopuszczalnym przyroście temperatury. Dla sprężarki 37 kW chłodzonej powietrzem i przyrostu 7 K to ok. 15 730 m³/h. Za mała wentylacja podnosi temperaturę zasysanego powietrza — sprężarka pracuje mniej wydajnie i częściej wyłącza się z powodu przegrzania.

Ile kondensatu wytwarza sprężarka?

Zależy od wydajności, temperatury i wilgotności powietrza oraz punktu rosy osuszacza. Sprężarka 5 m³/min latem (25 °C, 70%) przy 7 bar z osuszaczem ziębniczym daje ok. 4,6 l kondensatu na godzinę — przy 2 800 h pracy pod obciążeniem to ok. 12,9 m³ wody rocznie. Zimą, przy suchym i zimnym powietrzu, kondensatu jest kilka razy mniej.

Czy kondensat ze sprężarki można odprowadzić do kanalizacji?

Kondensat ze sprężarki smarowanej olejem zawiera olej, dlatego przed odprowadzeniem do kanalizacji powinien przejść przez separator olej/woda. Dopuszczalną zawartość substancji ropopochodnych w ściekach określają warunki odprowadzania ścieków obowiązujące w Państwa zakładzie.

Jak dobrać średnicę rury do sprężonego powietrza?

Z przepływu, długości odcinka, ciśnienia roboczego i dopuszczalnego spadku ciśnienia. Dla 1 m³/min (1 000 l/min) przy 7 bar i 30 m rury wychodzi minimum 26,5 mm średnicy wewnętrznej, czyli AIRnet Ø40 mm; spadek ciśnienia na tym odcinku to wtedy ok. 0,01 bar. Dopuszczalna prędkość powietrza to 5 m/s w sprężarkowni, 10 m/s w przesyle i 15 m/s przy odbiorze, a spadek ciśnienia na odcinku — do 0,1 bar. Rura dobrana „na styk” oszczędza na zakupie, ale każdy dodatkowy odbiornik podnosi spadek ciśnienia — przy rozbudowie warto przyjąć średnicę z zapasem.

Ile kosztuje spadek ciśnienia o 1 bar?

Ok. 7% energii sprężarki. Dla sprężarki 37 kW pracującej 2 800 h rocznie pod obciążeniem przy 1,00 zł/kWh to ok. 8 700 zł rocznie. Najczęstsze źródła: zabrudzone filtry, za mała średnica rurociągu, długie odgałęzienia i nastawa sprężarki wyższa niż potrzeba procesu.

Jak przeliczyć psi na bar?

1 psi = 0,0689 bar, więc 100 psi to 6,89 bar, a 150 psi to 10,34 bar. W drugą stronę: 1 bar = 14,504 psi, czyli 7 bar to 101,5 psi. Na tabliczkach sprężarek podaje się zwykle nadciśnienie (bar, psig); do obliczeń objętości i kondensatu potrzebne jest ciśnienie bezwzględne — o 1,013 bar wyższe.

Czym różni się m³ FAD od Nm³?

Oba opisują ilość powietrza wolnego, ale w innych warunkach odniesienia. FAD wg ISO 1217 odnosi się do 1 bar bezwzględnego i 20 °C, Nm³ wg DIN 1343 do 1,013 bar i 0 °C. 10 m³/min FAD to ok. 9,20 Nm³/min, a 10 Nm³/min to ok. 10,87 m³/min FAD (10 874 l/min) — przy porównywaniu ofert sprężarek i odbiorników warto sprawdzić, w których jednostkach podano wartości.

Zobacz też: Kalkulator kosztu sprężonego powietrza i SER · Konfigurator sprężarkowni · Wszystkie kalkulatory · Zanieczyszczenia sprężonego powietrza wg ISO 8573-1