Sprężarki są bardzo skuteczne w przekształcaniu niemal całej zużytej energii elektrycznej w ciepło. Temperatura robocza w maszynowni nie może być jednakże zbyt wysoka, gdyż zagraża to trwałości, jak i efektywności zainstalowanych urządzeń. Tak więc nieprawidłowa instalacja kanałów odprowdzających ciepło odpadowe procesu sprężania ze sprężarkowni może prowadzić do problemów z niezawodnością urządzeń i jakością sprężonego powietrza, szczególnie w cieplejszej porze roku.
Podstawowe funkcje, układu wentylacji to zapewnienie świeżego powietrza z zewnątrz do chłodzenia oraz celów procesowych, odprowadzenie ciepłego powietrza procesu sprężania na zewnątrz oraz zapewnienie odpowiednich warunków temperaturowych w sprężarkowni zgodnych z wymaganiami producenta urządzeń. Dlatego też kanały powietrza wywiewnego odgrywają ważną rolę w stacjach sprężonego powietrza: usuwają one podgrzane powietrze chłodzące, a także ciepło wylotowe z silnika i ciepło emitowane przez sprężarki.
Odprowadzenie ciepła małych sprężarek śrubowych
Małe sprężarki często nie mają nawet dostępu do powietrza chłodzącego. Częstokroć są umieszczane w małych pomieszczeniach z niewielką lub wręcz żadną wentylacją. Rekomendowane jest co najmniej zainstalowanie żaluzji powietrza zasysanego i wychodzącego (zdjęcie nr 1 poniżej). W niektórych przypadkach konieczny może być wentylator, aby zapewnić odpowiedni przepływ powietrza, a wręcz idealne są wentylatory sterowane termostatycznie.
W przypadku większych mocowo sprężarek możliwe są zasadnicze dwa sposoby odprowadzenia ciepłego powietrza odpadowego ze sprężarki.
Proste wyprowadzenie kanału wywiewnego
W nowoczesnych maszynach ciepło wylotowe opuszcza urządzenie przez pojedynczy otwór powietrza wylotowego (zdjęcie nr 2 poniżej). Musi on być elastycznie podłączony do przewodu powietrza wylotowego przez kompensator (np. płócienny, gumowy itp). W temperaturach otoczenia powyżej +10°C całe ciepło wylotowe jest w ten sposób usuwane z pomieszczenia sprężarki. Ponieważ starsze sprężarki często mają oddzielne otwory powietrza wylotowego, może być konieczne zainstalowanie odpowiednich kanałów. Istotnym jest także termiczne zaizolowanie kanału, tak aby nie następowała wymiana ciepła z powrotem do pomieszczenia maszynowni.
Montaż kolektora kanału wywiewnego
Jeśli montaż indywidualnego kanału powietrza wywiewnego nie jest możliwy, należy zapewnić kanał kolektora powietrza wywiewnego (zdjęcie nr 3 poniżej). W tym wypadku wymagane są żaluzje zwrotne, które po zamknięciu zapobiegają przepływaniu gorącego powietrza z powrotem do stacji, gdy odpowiednia sprężarka nie jest włączona. Klapy żaluzjowe sterowane silnikiem zmniejszają straty ciśnienia i mogą być aktywowane w połączeniu z sygnałem „silnik start”. Należy także zainstalować płyty prowadzące, aby zminimalizować straty ciśnienia w kanale kolektora.
Rozwiązaniem preferowanym jest oddzielny kanał wywiewny dla każdej sprężarek.
Tym niemniej z pewnych względów (brak miejsca, zbyt wysokie koszty instalacyjne) może to nie być możliwe dlatego też wchodzi w rachubę druga opcja – kolektor wentylacyjny. Wiąże się to jednak z jego dokładnym zaprojektowaniem i w tym celu najlepiej skontaktować się ze specjalistami z dziedziny HVAC.
Podłączenie wielu sprężarek powietrza do wspólnego kolektora może powodować nierównomierny przepływ powietrza, co prowadzi do przepływu wstecznego i przegrzewania się maszyn. Niezamierzone ponowne wprowadzanie ciepłego powietrza z powrotem do chłodnic sprężarkowych zwiększy temperaturę roboczą i zwiększy koszty konserwacji. Może to również zmniejszyć efektywność sprężarek.
Typowe błędy w instalacji kanałów wywiewnych
Klienci, a czasem instalatorzy, mogą zaniżać wymiary kanałów, dopasowując je do wymiarów otworu wylotowego gorącego powietrza w sprężarce. To najczęściej popełniany błąd. Przekrój kanału powinien być równy rozmiarowi chłodnicy sprężarki, która może być większa od powierzchni obszaru wylotowego.
Długie odcinki kanałów mogą prowadzić do spadków prędkości a więc do zastoju powietrza, a zbyt często długość kolanek i innych zmian kierunku nie jest brana pod uwagę. W przypadku długich odcinków kanałów lub sytuacji wysokiego ciśnienia wstecznego należy zainstalować wentylatory wspomagające, aby utrzymać wymaganą prędkość przepływu powietrza.
Należy także pamiętać, iż ostre kąty w kanałach utrudniają przepływ powietrza, szczególnie w kanałach o za małych rozmiarach. Większe przekrojowo kanały lub zakrzywione łuki, czynią różnicę ze względu na mniejsze starty ciśnienia.
Kluczowe wnioski
Prawidłowo dobrany przekrój kanałów ma kluczowe znaczenie dla wydajnej pracy sprężarek śrubowych chłodzonych powietrzem. Postępując zgodnie z wytycznymi producenta, możesz zapewnić niezawodną pracę sprężarki, zapobiec jej przegrzaniu i uniknąć kosztownych włączeń.
Brak kontroli termostatycznej może powodować przegrzanie w cieplejszych miesiącach. Zainstalowanie automatycznych żaluzji i wentylatorów pomoże utrzymać odpowiednią temperaturę w pomieszczeniu. Oczywiście należy okresowo sprawdzać, czy działają, a monitorowanie temperatury w pomieszczeniu sprężarki to świetny sposób na identyfikację problemów. W przypadku systemów zainstalowanych w strefach klimatu mroźnego, systemy sterowane termostatycznie mogą skutecznie mieszać powietrze wylotowe z napływającym świeżym powietrzem, aby utrzymać optymalne temperatury robocze i zapobiec kilku problemom związanym z zamarzaniem.
W celu zapewnienia efektywnej pracy układu wentylacji wykorzystuje się dodatkowe funkcje sterownika nadrzędnego BOGE Airtelligence, które w sposób płynny regulują i sterują instalacją w zależności od zadanych parametrów. Polega to na informacji o pracy sprężarek oraz pomiarach temperatury: wewnętrznej i zewnętrznej. Czujniki temperatury PT100 przekazują sygnały do sterownika, który odpowiednio koryguje stopień otwarcia przepustnic. Operowanie wstęgą (różnicą) temperatur ma za zadanie nie dopuścić do nadmiernego przegrzania lub wychłodzenia sprężarkowni w przypadku gwałtownej zmiany temperatury.
Warto także pamiętać, iż system wentylacji powinien być również zaprojektowany tak, aby zapobiegać zamarzaniu w chłodniejszych miesiącach. Ponadto wentylacja powinna być efektywna, tzn. pozwalać na odzysk ciepła wytwarzanego podczas pracy sprężarek, które może być wykorzystane do ogrzewania pomieszczeń lub innych celów, co z kolei przekłada się na oszczędność energii. Istotnym jest zastosowanie izolowanych kanałów wentylacyjnych oraz przepustnic odcinających w wersji zmotoryzowanej tzn. wyposażonych w automatyczne napędy. Umożliwia to wykorzystanie energii cieplnej do dogrzewania sprężarkowni oraz pomieszczeń sąsiadujących w postaci nadmuchu ciepłego powietrza.
Typowy układ wentylacji składający się z czerpni powietrza oraz izolowanych kanałów wyrzutowych wraz z przepustnicami odcinającymi.
