Tlakové ztráty v systémech stlačeného vzduchu: jejich příčiny a jak jim zabránit

Tlaková ztráta je ztráta energie stlačeného vzduchu daná poklesem tlaku v rozvodu stlačeného vzduchu při pohybu vzduchu ze vzdušníku kompresoru do místa použití. Ztráty vznikají při průchodu stlačeného vzduchu rozvodným systémem v kterémkoliv místě mezi výstupem kompresoru a konečným místem spotřeby stlačeného vzduchu. Dobře navržený rozvod stlačeného vzduchu by měl ideálně udržovat pokles tlaku pod 10 % výstupního tlaku kompresoru.

Tlaková ztráta může způsobit snížení provozní efektivity celého výrobního procesu, což má dopad na spotřebu energie, provozní náklady a celkovou produktivitu. Významné tlakové ztráty mohou také nepříznivě ovlivnit účinnost vzduchového kompresoru, což vede k nadměrné spotřebě energie. Vzhledem k tomu, že stlačený vzduch je nezbytné a nákladné médium pro všechna průmyslová odvětví, je prevence tlakových ztrát zásadní pro to, aby se zabránilo nežádoucímu nárůstu spotřeby energie a provozních nákladů.

Proč má systém stlačeného vzduchu tlakové ztráty?

Pro zajištění konzistentního tlaku v systému rozvodu stlačeného vzduchu je pro plynulý průtok stlačeného vzduchu nezbytné hladké uzavřené potrubí nebo připojené hadice. Jakékoliv změny tohoto systému, jako jsou uvolněné spoje, překážky nebo hrubé vnitřní povrchy, mohou narušit proudění vzduchu. Tyto poruchy, které vedou k poklesu tlaku stlačeného vzduchu, lze rozdělit do dvou hlavních skupin – do skupiny problémů s distribucí vzduchu a do skupiny problémů s komponentami pro zajištění kvality vzduchu.

Mezi běžné příčiny tlakových ztrát patří:

• Netěsnosti rozvodu stlačeného vzduchu: Úniky vzduchu vedou ke snížení tlaku vzduchu, který může narušit provoz a zvýšit provozní náklady. Tyto úniky mohou vzniknout kdekoliv v potrubním systému, nejčastěji však v místě spojů. Netěsnosti vedou k tlakovým ztrátám, které ovlivňují výkon nástrojů a zařízení poháněných stlačeným vzduchem. To může způsobit snížení produktivity a potenciálně i zhoršení kvality výrobků.
• Kontaminace olejem: Kontaminace rozvodu stlačeného vzduchu olejem může vést k poškození těsnění, které nabobtná a vzniknou v něm praskliny. Přítomnost oleje je obzvláště škodlivá pro plastové komponenty, neboť může způsobit jejich degradaci.
• Nedostatečné proškolení zaměstnanců: Vzdělávejte své zaměstnance, vysvětlujte jim důležitost detekce netěsností v rozvodech stlačeného vzduchu a to, jak úniky nahlásit. To podpoří kulturu energetické účinnosti a zachování zdrojů.
• Zanedbání oprav: Rozbité či opotřebované díly, jako jsou sací filtry, kohouty a ventily, často vedou k tlakovým ztrátám již ve vzduchových kompresorech.
• Omezení průtoku: Problémy s průtokem v rozvodu stlačeného vzduchu mohou být způsobeny různými faktory, jako jsou nesprávné hadicové spojky nebo ucpané sací filtry. Tyto problémy narušují průtok vzduchu, což vede k neefektivnímu provozu a sníženému výkonu.

Jak minimalizovat tlakové ztráty v rozvodech stlačeného vzduchu?

Pro minimalizaci tlakových ztrát je nezbytný ucelený přístup k návrhu rozvodů tlakového vzduchu a jejich průběžné údržbě. Do systému rozvodu stlačeného vzduchu je třeba začlenit dochlazovače, odlučovače vlhkosti, sušičky a další součásti úpravy vzduchu, aby byla omezena koroze potrubí a tak byly zajištěny co nejnižší tlakové ztráty a maximální provozní účinnost. Tlakové ztráty je možné omezit také předepsanými doporučenými postupy údržby, které je třeba dodržovat a jejich vykonání zaznamenávat.

Uživatelé stlačeného vzduchu se navíc mohou podívat na tyto strategie, jak minimalizovat tlakové ztráty:

• Redesign rozvodu stlačeného vzduchu: Správně navrhněte celý systém rozvodu stlačeného vzduchu. Zkuste změnit návrh systému a odstranit všechny vložené komponenty.
• Problémy se součástmi rozvodu stlačeného vzduchu: Zkontrolujte hadice a hadičky, zda v nich nedochází k omezení průtoku vzduchu v ohybech s malým poloměrem nebo v místech zmáčknutí hadice nebo zda v nich nejsou praskliny, které mohou vést k úniku vzduchu. Zjistíte-li závady, díly vyměňte.
• Údržba filtrů stlačeného vzduchu: Pro snížení vlivu vlhkosti, jako je koroze potrubí, používejte vzduchové filtry a sušičky. Pravidelně čistěte vzduchové filtry a vyměňte je, když jsou ucpané nebo znečištěné.
• Výměna vadných dílů: Pravidelně kontrolujte sušičky, separátory a dochlazovač, abyste se ujistili, že fungují dobře. Tyto díly vyměňte, když jsou rozbité nebo opotřebené a nefungují efektivně.
• Minimalizujte přepravní vzdálenosti: Tlakové ztráty mohou nastat zvláště tehdy, je-li stlačený vzduch dopravován na velké vzdálenosti. Zkraťte vzdálenost, kterou musí stlačený vzduch procházet rozvodným systémem. Udržujte počet hadic a spojek v rozvodném systému co nejmenší a vyhněte se zbytečnému používání součástí, které prodlužují dráhu stlačeného vzduchu.
• Resetujte regulátory tlaku vzduchového kompresoru: Zkontrolujte a změňte nastavení regulátorů tlaku vzduchového kompresoru, abyste předešli ztrátám energie. Jestliže tlaková ztráta přetrvává, vyměňte regulátor za nový typ.
• Program odstraňování netěsností: Zvažte zavedení uceleného programu odstraňování netěsností, který zahrnuje pravidelné audity, sledování netěsností a měření výkonu za účelem neustálého zlepšování účinnosti tlakového systému stlačeného vzduchu.

 Nicolň Cassini, produktový manažer Elgi Compressors Europe

Obr. 1. Výstupní tlak z kompresoru musí být většinou minimálně o 10 % vyšší než požadovaný vstupní tlak spotřebiče