압축 공기 시스템의 수분 측정

다재다능하고 신뢰할 수 있는 에너지원인 압축 공기는 현대 생산 공정에서 없어서는 안 될 필수 요소로 자리 잡았습니다. 특정 애플리케이션에 따라 압축 공기 시스템에는 다양한 요구 사항이 적용됩니다. 특정 수분 함량 또는 이슬점/압력 노점을 유지하는 것은 모든 공정에서 장기적이고 문제 없는 시스템 작동을 보장하기 위한 기본 전제 조건입니다.

CS INSTRUMENTS는 압축 공기 및 가스의 수분 측정에 특화된 새로운 장점을 갖춘 압력 노점 측정기 DS 400을 개발했습니다.

압축 공기에 물은 어떻게 들어가나요?

압축 공기는 일반적으로 주변 공기로부터 흡입하여 피스톤 또는 스크류 컴프레서로 압축한 다음 어느 정도 건조시키는 방식으로 생산됩니다. 목표는 가능한 한 적은 노력으로 건조하고 오일이 없으며 먼지가 적은 압축 공기를 생산하는 것입니다. 오일 잔여물과 먼지 입자는 복잡한 필터 시스템을 사용하여 제거할 수 있습니다. 반면에 수분은 부하 독립적으로 제어되는 드라이어(냉동 드라이어, 멤브레인 드라이어, 흡착 드라이어 등)를 사용하여 감소시켜야 하며, 이는 이상적으로 부하와 무관하게 작동합니다.

온도가 높고 부피가 클수록 공기가 더 많은 수증기를 결합할 수 있습니다. 반대로 압축 공기는 수증기를 결합하는 능력이 떨어집니다. 컴프레서는 대기의 주변 공기를 원래 부피의 일부로 압축합니다. 압축 과정의 특정 지점에서 공기의 수분 함량이 수증기를 결합하는 공기의 능력을 초과합니다. 공기는 포화 상태가 되고 일부 수분은 응축수로 침전됩니다. 온도를 더 낮추면 더 많은 물이 응축됩니다. 즉, 컴프레서 배출구의 상대 습도는 항상 100%이며 배출 공기에도 물방울이 존재합니다. 압력으로 인해 손실되는 액체의 양은 상당할 수 있습니다. 예를 들어 습도가 60%이고 주변 온도가 20°C인 30kW 컴프레서는 8시간 동안 20리터를 압축 공기 라인으로 배출합니다. 대형 컴프레서의 경우 이 수치는 몇 배 더 커집니다.

수분 함량의 영향

응용 분야에 따라 압축 공기에 대한 요구 사항이 다릅니다. 전체 시스템이 장기적으로 원활하게 작동하려면 일정한 수분 함량을 유지하는 것이 전제 조건입니다. 대부분의 압축 공기 라인은 강철 또는 아연 도금되지 않은 강철로 만들어집니다. 상대 습도 50%에서 부식 속도가 급격히 증가하므로 어떤 상황에서도 이 값을 초과해서는 안 됩니다. 아연 도금되지 않은 라인의 경우 습도가 높으면 시간이 지남에 따라 부식이 발생합니다. 녹은 시간이 지남에 따라 벗겨지고 탭핑 지점으로 이동합니다. 그 결과 노즐 막힘, 제어 요소 결함, 생산 중단 등의 문제가 발생합니다. 수리 비용이 많이 들고 유지보수 주기가 짧아질 수밖에 없습니다.

위에서 설명한 부식 문제와 그 결과 외에도 습기의 양은 최종 제품의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 수분 함량이 너무 높으면 어떤 문제가 발생할 수 있을까요? 다음은 실제로 자주 발생하는 몇 가지 예입니다:

  • 공압 컨베이어 시스템을 통한 운송 중 흡습성 제품(향신료, 설탕 등)이 서로 달라붙는 경우
  • 도장 및 코팅 공정 중 기포 발생
  • 시추공이 운반되는 먼지로 인해 막힐 수 있습니다.
  • 난방이 되지 않는 홀에서 겨울철에 제어 밸브가 얼 수 있습니다.

DIN ISO 8573-1에 따른 권장 압축 공기 품질

애플리케이션입자잔류 물
KLµmKLDTP
호흡 공기10.11-3-70 / -20 °C
스프레이 건10.12-40 °C
의료 기술10.13-4-20 / +3 °C
측정 및 제어 기술10.14+3 °C
식음료 운반213-20 °C
샌드블라스팅 시스템- -4-3+3 / -20 °C
일반 공장 공기354+3 °C
망치 깨기4155-4+7/3°C

건조기의 종류와 작업

과도한 습도 문제를 해결하기 위해 다양한 유형의 드라이어가 실제로 사용됩니다. 압축 공기 기술에서 압력 이슬점은 압축 공기의 건조도를 측정하는 척도입니다. 압력 이슬점은 압축 공기에 포함된 수분이 액체 물(포화 상태, 상대 습도 100%)로 응축되는 온도입니다. 압력 노점 온도가 낮을수록 압축 공기에 포함된 수증기의 양이 적습니다.

이슬점 값 +2°Ctd 내외의 냉장 건조기.

압축 공기 건조기에는 여러 종류가 있습니다. 냉동식 드라이어 또는 흡착식 드라이어가 가장 많이 사용됩니다. 냉동식 드라이어는 압축 공기를 약 2~5°C까지 냉각하고 압력 이슬점도 2~5°C입니다. 그러면 압력 이슬점도 2~5°C입니다. 여분의 수증기는 응축되어 침전됩니다. 그런 다음 공기는 다시 실온으로 가열됩니다.

대부분의 경우 냉동식 압축 공기 드라이어는 냉각 온도 디스플레이로만 모니터링됩니다. 고정식 습도 모니터링은 대규모 시스템이나 특히 중요한 애플리케이션에만 설치되어 왔습니다. 그러나 단순히 냉각 온도를 표시하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 냉각 온도가 정상으로 보이더라도 다음과 같은 결함으로 인해 과도한 압력 이슬점이 발생할 수 있습니다:

  • 냉동식 드라이어의 응축수가 배출되지 않음(응축수 배수구 결함 또는 오염)
  • 냉동 드라이어의 압축 공기 바이패스(열교환 파이프 마모, 부식 등); 바이패스 라인의 압축 공기 바이패스

냉동 드라이어의 고장은 필연적으로 압축 공기 라인의 응축수에 상당한 문제를 일으킵니다. 응축수가 백 라인에 모이고 저절로 배출되지 않는 경우(이미 언급한 문제 외에도) 특히 문제가 됩니다. 백 라인의 응축수는 상당한 노력을 기울여야만 제거하거나 매우 많은 양의 압축 공기를 사용하여 건조 및 세척할 수 있습니다.

이렇게 하면 냉동 드라이어에 눈에 띄는 문제 없이도 이슬점 값이 매우 낮은 소비량으로 상승하는 경우가 많습니다. 장기적으로 볼 때 압축 공기 관리자는 증가된 노점 값이나 극단적인 경우 응축수가 어디에서 발생하는지 파악하기가 매우 어렵습니다.

일반적인 이슬점용 흡착식 드라이어 -30 ... -40° Ctd.

흡착식 드라이어의 작동은 두 질량 사이의 인력 원리를 기반으로 합니다. 수증기는 흡착제 표면에 결합(흡착)됩니다. 효과적인 흡착식 드라이어는 압축 공기를 -40°C 이하의 압력 이슬점까지 건조할 수 있습니다.

재생식 흡착식 드라이어는 흡착제로 채워진 두 개의 용기로 구성됩니다. 서로 다른 공정에서 한 용기는 차갑게 또는 따뜻하게 재생되고 다른 용기는 작동 공기를 건조합니다. 공정과 작동 조건에 따라 흡착제는 3~5년 주기로 교체해야 합니다.

특정 작동 조건에서는 흡착제의 수명이 단축될 수 있습니다:

  • 과도한 압축 공기 소비로 인해 압축 공기 측에 과부하가 걸리는 경우
  • 응축수의 사전 분리가 불충분한 경우
  • 유성 공기
  • 개별 탱크의 재생 시간이 너무 길다.

이슬점 측정용 DS 400 세트로 프로세스 신뢰성 보장

터치스크린과 인쇄 기능이 있는 3.5인치 그래픽 디스플레이를 갖춘 세계 유일의 제품입니다. 각 릴레이에 대해 알람 지연을 설정할 수 있습니다. 즉, 실제로 더 오랜 시간 동안 초과된 한계값만 표시됩니다. 알람을 확인할 수도 있습니다. DS 400 노점 세트는 최대 16/50/350 bar의 압축 공기 및 가스의 압력 노점을 측정하는 데 적합한 측정 챔버가 포함된 종이 없는 레코더 DS 400과노점 센서 FA 510으로 구성됩니다. 16 bar 이상의 압력에서는 고압 측정 챔버를 사용하십시오.

이슬점 센서의 핵심은 전 세계적으로 성능이 입증된 CS INSTRUMENTS GmbH & Co KG의 습도 센서입니다. 빠르고 정확한 측정을 위해서는 측정할 가스가 습도 센서를 통해 지속적으로 흐르도록 해야 합니다. 이를 위해 모세관 분할을 통해 일정 압력으로 정해진 부피의 유량을 분사합니다. 표준화된 압축 공기 라인용 플러그인 니플은 큰 설치 작업 없이도 측정 챔버를 탭핑 지점에 연결할 수 있음을 의미합니다.

시운전 및 측정 데이터 평가 시 DS 400의 가장 큰 차이점은 표준 종이 없는 페이퍼리스 레코더와의 단순성입니다.

줌 기능과 인쇄 버튼이 있는 3.5인치 터치스크린 그래픽 디스플레이를 통한 직관적인 조작은 동급 가격대에서 독보적입니다. 줌 기능이 있는 그래픽 디스플레이를 통해 건조 프로세스 또는 이슬점 곡선을 한 눈에 볼 수 있으며 데이터 로거에 저장됩니다. 따라서 사용자는 PC가 없어도 언제든지 현장에서 저장된 측정 데이터를 확인할 수 있습니다. 이를 통해 건조 거동을 빠르고 쉽게 분석할 수 있습니다.

인쇄 버튼을 사용하면 현재 화면을 내부 SD 카드나 USB 스틱에 이미지 파일로 저장하여 별도의 소프트웨어 없이도 PC에서 인쇄할 수 있습니다. 현장에서 측정값/측정 곡선을 문서화하는 데 이상적입니다. 컬러 측정 곡선은 이미지 파일로 이메일로 전송하거나 서비스 보고서에 통합할 수 있습니다.

내부 데이터 로거를 통해 측정 데이터를 몇 년 동안 저장할 수 있습니다. 측정 데이터는 USB 스틱이나 이더넷을 통해 편리한 CS Soft Basic으로 분석할 수 있습니다.

  • 3.5인치 그래픽 디스플레이, 터치스크린을 통한 직관적인 조작
  • 정밀한 측정값 분석을 위한 줌 기능
  • 이름과 함께 컬러 측정값 곡선
  • 노점 거리 계산을 위한 수학적 계산 기능(응축수 모니터, 응축수 스위치)
  • 인쇄 버튼: 모든 측정 디스플레이를 소프트웨어 없이 USB 스틱에 직접 이미지 파일로 저장하고 이메일로 전송할 수 있습니다.
  • 한계 초과에 대한 2개의 알람 접점
  • 승인 기능이 있는 2개의 알람 접점에 대해 알람 지연을 자유롭게 조정 가능
  • 이슬점, 압력, 온도, 소비 센서, 전기 유효 전력계, 모든 외부 센서를 연결할 수 있는 최대 4개의 센서 입력: Pt 100/ 1000, 0/4...20 mA, 0-1/10 V, 모드버스, 펄스
  • 통합 데이터 로거 2GB
  • USB, 이더넷 인터페이스, RS 485/모드버스
  • 웹 서버