Basınçlı hava teknolojisi. Temel ilkeler ve öneriler

Transkript

1 Basınçlı hava teknolojisi Temel ilkeler ve öneriler

2 Basınçlı hava maliyetinizi biliyor musunuz? Kesin olarak bilmek istiyorsanız, bizden basınçlı hava ihtiyaç analizi (ADA) talebinde bulunun. Ayrıntılı bilgileri ila 3. bölümler arası veya Analiz ve danışmanlık prospektüsümüzden bulabilirsiniz. Basınçlı hava sisteminizin doğru planlanmasına yönelik bilgileri ve yardımcı unsurları aşağıdaki İnternet adresinden temin edebilirsiniz: Analiz ve Danışmanlık

3 İçindekiler 04. Basınçlı hava nedir? Verimli basınçlı hava şartlandırılması Basınçlı hava neden kurutulmalıdır? 0 4. Kondensin doğru tahliye edilmesi 2 5. Kondensin ucuz ve güvenli bir şekilde şartlandırılması 4 6. Etkin kompresör kumandası 6 7. Basınç aralığı kumandası: Kompresörlerin tüketime uygun olarak çalıştırılması 8 8. Isı geri kazanımıyla enerji tasarrufu sağlanması Enerji kaybının önlenmesi (): Basınçlı hava şebekesinin planlanması Enerji kaybının önlenmesi: Basınçlı hava şebekesinin yeniden yapılandırılması 24. Kompresör istasyonlarının doğru planlanması (): Basınçlı hava ihtiyaç analizi (ADA) Kompresör istasyonlarının doğru planlanması (2): En ekonomik konseptin belirlenmesi Kompresör istasyonlarının doğru planlanması (3): Mevcut durumun belirlenmesi ve basınçlı hava ihtiyaç analizi (ADA) Kompresör istasyonlarının doğru planlanması (4): Kompresör istasyonunun etkin havalandırılması: Hava ile soğutma Basınçlı hava sistemlerinin doğru işletilmesi: Güvenilirliğin ve maliyet optimizasyonunun sağlanması

4 . Basınçlı hava nedir? Basınçlı hava hayatın kendisi gibidir: Şeytan her zaman ayrıntılarda saklıdır ve küçücük nedenler ister olumlu ister olumsuz olsun büyük etkilere neden olur. Hatta bazı şeyler daha yakından bakıldıkları zaman ilk bakışta göründüklerinden daha farklı olabilir. Basınçlı hava uygunsuz şartlar altında pahalı, buna nazaran doğru ortam koşulları altında çok ekonomik olabilir. Muhtemelen, bu nedenle sunacağımız öneriler yatırım danışmanınızın verdiği tavsiyelere göre daha yararlı olacaktır. Bu ilk bölümde, öncelikle basınçlı hava teknolojisine ait kavramların açıklaması ve bu ba ğ lamda dikkate almanız gereken hususlar ele alınacaktır.. Serbest hava verimi Bir kompresörün sevk miktarı, kompresörün sıkıştırarak basınçlı hava şebekesine gönderdiği miktardır. DIN 945,. bölüm, F eki ve ISO 27, C eki normları bu miktarın doğru ölçümünü belirler. Ayrca önceleri CAGI-Pneurop önerisi PN 2 CPTC 2 standardı da kullanılıyordu. Sevk miktarı ölçümünde aşağıdaki hareket tarzı uygulanır: Öncelikle tüm sistemin hava girişinde sıcaklık, atmosferik basınç ve nem ölçülür. 2. Bunu müteakiben kompresör sisteminin basınçlı hava çıkışında maksimum çalışma basıncının, basınçlı hava sıcaklığının ve hava hacminin ölçümü gerçekleşir. Ardından basınçlı hava çıkışında ölçülen hacim V 2 gaz denkleminin yardımıyla (bkz. Grafik ) emme şartlarına geri hesaplanır. Bu hesaplamanın sonucu paketinin Motorun nominal gücü serbest hava verimi miktarıdır. Bu sonuç Kompresör vida bloğunun sevk miktarıyla (vida bloğu serbest hava verimi) karıştırılmamalıdır. V= V2 x P2 x T T2 x P Lütfen dikkat edin: Kendi başına DIN 945 ve ISO 27 normları sadece vida bloğu hava verimi miktarını belirtir. Bu husus, aynı şekilde önceki CAGI-Pneurop PN 2 CPTC önerisi için de geçerlidir. 2. Motor çıkış gücü Motor çıkış gücünden, kompresöre ait tahrik motorunun mekanik olarak motor miline aktardığı güç anlaşılır. Motor aşırı yüklenmeden elektriksel verimliliğin ve güç faktörü cos ϕ nin uygun kullanılması ile ulaşılabilen motor mil gücü, motor nominal gücü bölgesinde bulunmaktadır. Bu bilgiler Elektro motorun etiketinde bulunmaktadır. Dikkat! Motor çıkış gücü motorun nominal gücünü fazlasıyla aşarsa, kompresör verimsiz çalışır ve/veya yüksek bir aşınma söz konusudur. 3. Özgül güç Bir kompresörün spesifik gücü, tüketilen elektrikli enerjisi ile ilgili çalışma basıncındaki hava verimi arasındaki oran olarak tanımlanır. Bir kompresörde tüketilen elektrik enerjisi, kompresörde mevcut olan örn. ana motor, fan motoru, yağ pompası motoru, yardımcı ısıtma vs. gibi tüm tüketim unsurlarının enerji tüketiminin toplamıdır. Özgül güç, verimlilik hesap laması için gerekli olursa, kompresör sisteminin tamamı ve maksimum çalışma basıncı baz alınmalıdır. Bu sırada, toplam enerji tüketiminin değeri maksimum basınçta hava verimi miktarına bölünür. 4. Enerji tüketimi Enerji tüketimi, motor milinin belirli bir mekanik yüklenmede kompresöre ait tahrik motorunun (motor çık ış gücü) elektrik şebekesinden aldığı güçtür. Motor mil gücünden motorkayıpları ka dar daha yüksektir. Motor kayıpları motor yatağı ve fandaki gerek elektriksel gerekse mekanik kayıplar demektir. İdeal enerji tüketimi P noktasında şu formülle hesaplanır: Basınçlı 4hava teknolojisi

5 P = U n x l n x 3 ξ χοσ ϕ n U n, l n, ve cos ϕ n değerleri elektro motorun etiketinde bulunmaktadır. 5. EPACT enerji tasarrufu sağlayan tahrik için yeni formül Trifaze senkron olmayan motorların enerji ihtiyacını azaltmaya dair ABD nin istekleri, 997 yılında yürürlüğe giren Energy Policy Act (kısaca EPACT) ile yerine getirilmiştir. 998 yılından itibaren, bu norma uygun motorlu vidalı kompresörler tarafından Avrupa da da sunulmaktadır. EPACT motorları önemli avantajları sunmaktadır: İç motor kayıpları motor verim oranını belirler dahildir Enerji tüketimi a) Düşük çalışma sıcaklıkları Isınma ve sürtünme sonucunda ortaya çıkan dahili verim kayıpları küçük motorlarda enerji tüketiminin % 20 sine ulaşabilir, 60 kw tan sonraki motorlarda ise bu oran % 4 ila % 5 kadar olabilir. Buna karşın EPACT motorları düşük bir ısınmayla ve böylelikle çok az ısı kaybıyla çalışmaktadır: F yalıtım sınıfına sahip bir klasik motor, normal kapasitede ykl. 80 K lık bir çalışma sıcaklığı artışına ve 20 K lık bir sıcaklık rezervine sahipken, aynı koşullar altında bir EPACT motorda sıcaklık artışı ykl. 65 K ve sıcaklık rezervi 40 K dır. b) Uzun ömür Düşük çalışma sıcaklıkları motorda ve yatakta düşük bir termik yüklenme anlamına gelir. Bunun sonucunda motorun uzun ömürlü olmasıyla ikincil bir avantaj ortaya çıkar. serbest hava verimi elektrik tüketimi c) Daha az enerji ile yüzde 6 daha fazla basınçlı hava Daha az ısı kaybı motor verimliliğinde artışa neden olur. vida blokları ile EPACT motorları hassas bir şekilde eşleştirerek kompresörlerin hava verimi %6 kadar artırmış ve özgül güç tüketimini %5 kadar iyileştirmiştir. Bu; daha yüksek performansla kısa kompresör çalışma zamanı ve üretilen her metreküp basınçlı hava için daha az enerji sarfiyatı demektir. Basınçlı 5 hava teknolojisi

6 Yıllardan beri, basınçlı havanın nasıl verimli olarak şartlandırılacağı ile ilgili uzmanlar arasında tartışma vardır. Bu sırada, hangi kompresör sistemiyle ekonomik yağsız basınçlı havanın üretilebileceğine dair soru akla geliyor. Her bir üreticinin 2. Verimli basınçlı Verimli basınçlı hava şartlandırılması ifadelerinden ba ğım sız olarak şüphesiz günümüzde şu ifade sabittir: Kaliteli, yağsız bir basınçlı hava kalitesine gerek yağsız olarak sıkıştırılan gerekse yağ veya sıvıylasoğutul muş kompresörlerle ulaşılabilir. Bu nedenle sistem seçimine karar vemek için verimlilik faktörü göz önünde tutulmalıdır.. Yağsız basınçlı hava ne demektir? ISO standardı göre yağ oranı (yağ buharı dahil) 0,0 mg/m³ değerinin altında ise basınçlı hava yağsız olarak tanım lanabilir Bu değer atmosferde bulunan yağın %4 üne tekabül eder. Bu miktar görünmeyecek kadar düşüktür. Önemli soru; kompresörün emdiği ortam havasının kalitesi ise nedir? Elbette ağırlıklı olarak çevre koşullarına bağımlıdır. Normal kirlilikteki bölgelerde bile sanayi ve trafikten kaynaklanan hidrokarbon gaz oranı 4 ile 4 mg/m³ hava arasında olabilir. Yağların yağlama, soğutma ve işleme amaçlı kullanıldığı sanayi bölgelerinde, mineral yağ miktarı 0 mg/m³ değerinin çok üstünde olabilir. Buna ayrıca hidrokarbon, karbon diyoksit, kurum, metal ve çapak gibi pis maddeler eklenir. 2. Neden şartlandırma? Hangi tipinde olursa olsun her kompresör tıpkı dev bir süpürge makinesi gibi etkiye sahiptir; pislikleri emer, havayı sıkıştırarak yoğunlaştırır ve hatalı şartlandırmada basınçlı hava şebekesine aktarır. a) Yağsız kompresörlerde basınçlı hava kalitesi Bu husus, özellikle yağsız sıkıştırma özelliğine sahip kompresörler için geçerlidir.. maddede açıklandığı gibi, sadece 3 Mikron toz filtresine sahip olan bir kompresörle yağsız basınçlı hava oluşturmak mümkün değildir. Yağsız sıkıştırma özelliğine sahip kompresörler, bu toz filtrelerinin dışında başka şartlandırma bileşenlerine sahip değildir. b) Yağsız kompresörlerde basınçlı hava kalitesi Yağ ve sıvıyla soğutulan kompresörlerde agresif maddeler soğutma sıvısıyla (yağ) nötürleştirilir ve katı maddeler basınçlı havadan yıkanarak dışarı atılır. Oluşturulan basınçlı havanın yüksek temizlik derecesine rağmen ilave şartlandırma olmadan yağsız hava kalitesine ulaşılamaz. Ne yağsız ne de yağ püskürtmeli kompresörler tek başlarına ISO e göre yağsız hava sağlayamazlar. c) Basınçlı hava kurutmanın esası Kullanıma uygun her şartlandırmanın temel esası basınçlı havanın yeterli düzeyde kurutulmasıdır. Genel itibarıyla enerji tasarrufu sağlayan soğutularak hava kurutması en verimli yöntemdir (bkz. bölüm Neden sadece basınçlı hava kurutması?, S. 9). 3. Doğru kompresör sistemini seçmek Belirli kullanım alanları için yağsız ve başka alanlar için yağla veya sıvıyla soğutulan kompresör sistemleri önerildiğinde, bu seçim, ilgili kompresör sisteminin ulaştığı basınçlı hava kalitesine bakılarak değil, aksine verimliliklerine bakılarak gerçekleştirilmelidir. Bu husus, her şeyden önce enerji ve bakım maliyetlerinin yüksekliğine göre belirlenir, bu maliyet oranı basınçlı hava oluşturma maliyetinin % 90 ına eşdeğerdir. % 75 ila 85 lik aslan payını enerji giderleri almaktadır. Böylelikle 500-mbar dan (a) ykl. 3 bar a (a) kadar olan alçak basınç bölgesinde yağsız merdaneli kompresörler (blower) [2 bar a kadar (a)] gibi sıkıştırılan sistemler enerjik yönden verimlidir. 4-bar dan (a) 6 bar a (a) kadar sıvı veya yağla soğutulan vidalı kompresörler yağsız kompresörlerden daha verimli olmaktadır. 5 bar dan (a) itibaren yağ sız kompresörler, enerji tüketimi ile basınçlı hava verme miktarı arasında verimli bir orana ulaşmak amacıyla iki adet sıkıştırma kademesiyle donatılmıştır. Gerekli olan soğutucuların yüksek kapasitede olması, yüksek devirler, masraflı kum anda harcamaları, su soğutması ve yüksek satın alma maliyetleri bu basınç bölgesinde yağsız sıkıştırmanın kullanılmasını verimlilik yönünden şüphe uyandırıcı kılmaktadır. Ayrıca, yağsız kompresörlerde atmosferden emilen kükürtün yoğuşan kondensle karışması basınçlı havanın agresif olmasına sebep olmaktadır. Basınçlı hava 6teknolojisi

7 İhityaca/kullanıma göre istediğiniz şartlandırma derecesini seçin: Soğutucu kurutucu ile basınçlı hava şartlandırılması (basınç çiğlenme noktası +3 C) Süt ve bira sanayi Gıda ve keyif verici madde üretimi Özellikle temiz taşıma havası Eczacılık endüstrisi Dokuma tezgahları, fotoğraf laboratuarları Püskürtme boya, toz boya Ambalaj, Kumanda ve sistem havası Ambalaj, Kontrol ve el aletleri havası Kaba kumlama kaliteli kumlama Düşük kaliteli kaba kumlama Atık su sistemleri için taşıma havası A B C Kullanım örnekleri: ISO normuna göre Özel hava kalite talebi yok < < < < < Donmaya karşı korunmamış basınçlı hava şebekeleri için: Adsorpsiyon kurutuculu basınçlı hava üretimi İlaç, süt ve bira üretimi Çip üretimi, görsel, gıda ve keyif verici madde Boyama tesisleri İşlem havası, İlaç endüstrisi Fotoğraf laboratuarı Don tehlikesi altındaki kullanımlar, özellikle kuru taşıma havası, püskürtme boya, hassas basınç regülatörü A B C A B D E G A B C A F Toz Su Yağ Bakteri FST < 4 DHS Toz Su Yağ Bakteri < -3 < FST DHS FE FST FE FST FD ACT FE ACT FD FF vidalı kompresörlerinde Diğer sistemler Yağ buharı miktarı 0,003 mg/m³, parçacıklardan arındırma >0,0 µm, seril, kokusuz ve tadsız Yağ buharı miktarı 0,003 mg/m³, parçacıklardan arındırılmış >0,0 µm Yağ buharı miktarı 0,003 mg/m³, parçacıklardan arındırılmış > µm 2 2 < 2 < G 2 7 H 3 7 I 3 9 J < < < < < < < < < < B -3 DHS DHS DHS DHS DHS DHS DHS DHS FG FD FFG D E F G AT FF FB FC FE Filtre Hava tankı T ECD Kompresör ECD Çok değişken hava tüketimlerine uygun montaj şekli Aquamat * TG-TI Serisi kurutucularda opsiyonel olarak FE mikrofiltre takılabilmektedir Kompresör THNF THNF Aquamat Aerosol 0,00 mg/m³, parçacıklardan arındırılmış >0,0 µm Aerosol 0,0 mg/m³, parçacıklardan arındırılmış >0,0 µm Aerosol 0,0 mg/m³, parçacıklardan arındırılmış > µm Aerosol mg/m³, parçacıklardan arındırılmış > µm Filtre T ZK Çok değişken hava tüketimlerine uygun montaj şekli Hava tankı AT FE ZK Açıklamalar: THNF = Bez filtre toz içeren ve çok kirli emilen havanın temizlenmesi için ZK = Siklon ayrıştırıcı Kondens ayrışımı için ECD = ECO DRAIN elektronik seviye kumandalı kondens tahliye cihazı FB = Ön filtre 3 µm Sıvı damlalarını ve katı madde partiküllerini arındırmak için> 3 µm, Atık yağ oranı 5 mg/m³ FC = Ön filtre µm Yağ damlalarını ve katı madde partiküllerini arındırmak için> µm, Atık yağ oranı mg/m³ FD = Son filtre µm Toz partiküllerini ayırmak için > µm FE = Mikrofiltre 0,0 ppm Yağ buharı ve katı madde partiküllerinin ayrıştırılması için > 0,0 µm, aeresol oranı 0,0 mg/m³ DHS = Basınç tutma sistemi FF = Mikrofiltre 0,00 ppm Yağ Aerosolerinin ve katı madde partiküllerinin ayrıştırılması için > 0,0 µm, Atık yağ aeresol oranı 0,00 mg/m³ FG = Aktif karbon filtresi, yağ buharı miktarı 0,003 mg/m³ FFG = Mikrofiltre Aktif karbon-kombinasyonu FF ve FG den oluşmaktadır T = Hava kurutucusu Basınçlı hava kurutması, Basınç çiğlenme noktası +3 C ye kadar AT = Adsorpsiyon kurutucusu Basınçlı hava kurutması; Seri DC, soğuk rejenere, Basınç çiğlenme noktası -70 C kadar; Seri DW, DN, DTL, DTW, sıcak rejenere, Basınç çiğlenme noktası -40 C kadar ACT = Aktif karbon adsorber Yağ buharının arındırılması, yağ buharı miktarı 0,003 mg/m³ Yağ buharının arındırılması, yağ buharı miktarı 0,003 mg/m³ Basınçlı hava yabancı maddeleri: + Toz + Su/Kondens + Yağ + Bakteri Filtreleme dereceleri: H I J ISO Sınıf Toplamyağ Katı maddeler/toz Nem oranı m 3 başına maks. parçacık sayısı, d (µm) ile partikül Basınç çiğlenme noktası (x=su oranı g/m 3 cinsin mg/m 3 Kullanıcı ön verileri doğrultusunda 00 0 < - 70 C < 0, < - 40 C < 0, < - 20 C <,0 000 < + 3 C < 5, < + 7 C < 5 < 5 < + 0 C < 40 < 0 x < 0,5 0,5< x< 5,0 5,0< x <0,0 < 0, 0,< d < 0,5 0,5<d<,0,0<d<5,0 µm mg/m 3 Aerosol 5 mg/m³, parçacıklardan arındırılmış >3 µm Aerosol 5 mg/m³, parçacıklardan arındırılmış > µm şartlandırılmamış 4. temiz hava sistemiyle şartlandırma Modern sıvı veya yağla soğutulan vidalı kompresörler, yağsız kompresörlere göre ykl. % 0 daha verimlidir. tarafından sıvı veya yağla soğutulan kompresörler için geliştirilmiş temiz hava sistemi, ykl. % 30 a kadar maliyet tasarrufu sağlar. Sistemle elde edilen atık yağ oranı 0,003 mg/m³ değerinin altındadır, yani ISO normunca tespit edilen sınır değerinin altındadır. Sistem, gerekli basınçlı hava kalitesini oluşturmak için tüm şartlandırma parçalarını barındırmaktadır. Kullanım alanına göre soğutucu veya adsorpsiyon kurutucuları (bkz. bölüm Neden sadece basınçlı hava kurutması?, S. 9) ve çeşitli filtre kombinasyonları kullanılmaktadır. Böylelikle kuru, partikülsüz basınçlı havadan teknik yönden yağsız ve steril basınçlı havaya kadar ISO standardına göre tespit edilen tüm basınçlı hava kalite sınıfları güvenilir ve ekonomik olarak sağlanmaktadır. 5. Şartlandırma şeması Kullanıcılar yardımcı olmak amacıyla her kataloğunda yukarıdaki şema yerleştirilmiştir. Kullanıma bağlı olarak bir bakışta doğru ekipman kombinasyonu belirlenebilir. Basınçlı 7hava teknolojisi

8 Problem havada saklıdır: Atmosferik hava, tıpkı kompresördeki sıkıştırma sonrası olduğu gibi soğursa su buharı yoğunlaşır. Böylelikle 30 kw lık 5 m 3 /dak. kapasiteli bir kompresör 7,5 barda normal şartlar altında her 3. Basınçlı hava neden kurutulmalıdır? vardiyada yaklaşık 20 litre su üretir. Bu suyun yaratacağı arızalarını ve hasarları önlemek için basınçlı hava sisteminden çıkartılması gerekir. Yani basınçlı hava kurutması kullanıma uygun (şartlandırmanın) önemli bir parçasıdır. Bu bölümde ucuz ve çevreye saygılı kurutma konusuyla ilgili bilgileri bulabilirsiniz.. Uygulamadan bir örnek Yağ soğutmalı bir vidalı kompresör 20- C de ortam basıncı altında her dakika için %-60 bağıl nemle birlikte 0-m³ hava emerse, bu hava ykl. 00-g su buharı içerir. Hava :0 sıkıştırma oranında 0-bar lık bir mutlak basınca sıkıştırılırsa, çalışma metre küp elde edilir. Sıkıştırma sonrası 80- C lik bir sıcaklıkta hava, her metre küp için 290-g su alabilir. Ancak sadece ykl. 00-g su olduğundan, hava ykl. %-35 lik bir bağıl nemle kuru haldedir. ve hiçbir konden s oluşmaz. Kompresörün son soğutucusunda basınçlı hava sıcaklığı 80 den ykl. 30- C ye düşürülür. Ardından bu sıcaklıkta havanın bir metreküpü ykl. 30 g. su taşıyabileceğinden 70 g./dakikalık bir su fazlalığı oluşur ve 8 saatlik bir vardiyada ykl. 35 litre kondens birikmesine sebep olur. İlave 6 litre soğutucu kurutucularda ayrılır. Bu kurutucularda basınçlı hava- öncelikle +3- C ye soğutulur ve daha sonra ortam sıcaklığına geri ısıtılır. Bu durum, ykl. %-20 lik bir buhar yoğuşma açığına noktasına ve böylelikle daha iyi, bağıl kuru bir basınç kalitesine neden olur. 2. Hava neminin sebebi Atmosfer havası içinde su taşır yani, her zaman içinde bir su oranı barındırır. Bu nem, hakim olan sıcaklığa bağımlıdır. Böylelikle %00 su buharına doymuş +25 C deki hava her metreküp için 23 g. su taşır. 3. Kondens oluşumu Havanın hacmi azaltılırsa ve aynı zamanda hava sıcaklığı düşürülürse kondens oluşur. Böylelikle havanın su alma kapasitesi de azalır. Bu durumun aynısı bir kompresörün vida bloğunda ve radyatöründe gerçekleşir. Ortam havası: 0 m³/dk. 20 C de 02,9 g/dk. suyla, % 60 doyum oranı Sıkıştırma oranı : 0 Bm 3 /dk., 80 C de 02,9 g/dk. suyla, Doyum oranı % 35 Soğutma: Bm 3 +3 C de 02,9 g/dk. su ile, doyum oranı %728, Kondens yoğuşması 96,95 g/dk., g/8h gün = ykl. 47 litre 4. Önemli kavramlar a) Mutlak hava nemi Mutlak hava neminden, g/m 3 cinsinden, havanın su buharı miktarı anlaşılmaktadır. b) Bağıl hava nemi (F rel ) Bağıl hava nemi doyum derecesini belirtir, yani havanın doyum noktasıyla (%00 F rel ) ilgili gerçek su buharının oranını belirtmektedir. Bu faktör, sıcak lığa göre değişkendir: Sıcak hava soğuk havaya göre daha fazla su buharı taşıyabilir. c) At mosfe ri k çiğlenme noktası Atmosferik çiğlenme noktası, havanın, Basınçlı hava 8teknolojisi

9 atmosferik basınç altında (çevre şartları) %-00 lük bir nem doyum noktası derecesine (F rel ) ulaştığı sıcaklıktır. Bunun için aşağıdaki örnek kayda değerdir: d) Çiğlenme noktası Çiğlenme noktası kavramından, basınçlı havanın mutlak basıncı altında nem doyum noktasına (%-00 Frel) ulaştığı sıcaklık anlaşılmalıdır. Yukarıdaki örnek için şu anlama gelmektedir: 0-bar lık-(a) bir basınç altındaki hava, +3- C lik bir çiğlenmenoktasında her çalışma metreküp için 6-g lık bir mutlak hava nemine sahiptir. Daha net anlaşılması için: Örnekte belirtilen çalışma metreküpü 0-bar dan-(a) C cinsinden çiğlenme noktası g/m³ cinsinden maks. su oranı 50,7 30, 7, 9,4 4,9 2,2 0,9 0,5 atmo sferik basınca genleştirilirse, hacmi de on kat tekrar büyür. 6-g lık su buharı oranı değişikliğe maruz kalmaz, ancak şimdi on katı hacme dağılır. Böylelikle her metreküp sadece 0,6-g lık su buharı içerir. Bu durum, 24- C lik bir atmosferik çiğlenme noktasına eşdeğerdir. 5. Verimli ve çevreye saygılı basınçlı hava kurutması a) Soğutucu veya adsorpsiyon kurutucu mu? Soğutucu gazlarla ilgili çevre yönetmelikleri, adsorp siyon kurutucuların ne verim ne de çevre açısından soğutucu kurutucular için bir alternatif olmadığı gerçeğini değiştirmemektedir Soğutucu kurutucular, kom presörün basınçlı hava üretmesi için ihtiyaç duyduğu enerjinin sadece %3 ünü gerektirirken, adsorpsiyon kurutucusu %0 ila 25 veya daha fazlasını gerektirir. Bu nedenle günümüzde normal durumlarda soğutucu kurutucuları kullanılmalıdır. Adsorpsiyon kurutucularının kullanılması, bazı elzem durumlarda 20, 40 veya 70- C ye kadar olan çiğlenme noktaları gerektiğinde mantıklı olur. b) Hangi soğutucu gaz? R2 ve R 22 gibi CFC lerin yeni soğutucu kurutucularında artık kullanılmalarına izin verilmemektedir. Tablo (alt) mevcut olan soğutucu gazı ve bunun çevreye olan etkisini göstermektedir yılına kadar soğutucu kurutucusu üreticilerinin tamamına yakını R-22, kısmi bir halojenik CFC kullanıyorlardı. R-2 ye karşın sadece %5 lik ozon delme potansiyeline sahipti ve küresel ısınma %-2 ile oldukça düşüktü. Günümüzde üreticiler ağırlıklı olarak yasa koyucular tarafından atmosferin ozon tabakasına zarar vermemesinden dolayı R-2 soğutucu madde katkısına alternatif olarak tavsiye edilen HFC R-34a maddesini kullanmaktadır. R-34a nın avantajı, R-2 ile çalışan eski sistemlerin bu soğutucu gaz türüyle çalışması için çok kolay ve düşük maliyetle dönüştürülebilmesidir. Şu an için R 34a maddesinin yanında R 404A ve R 407C gibi aynı şekilde % 0 lık bir ozon delme potansiyeline sahip olan soğutucu gazlar da kullanılmaktadır. Bu gazlar çeşitli soğutucu gazlarının harmanlanmış karışımlarıdır. Bu sebeple bu gazların buharlaşma ve yoğuşma sıcaklıklarında sapmalar olur ve ayrıca R 34a ya karşı yüksek bir küresel ısınma (sera etkisi) potansiyeline sahiptirler (bkz. alt tablo). Bu nedenle R 407C sadece özel kullanım alanları için söz konusu olur. Buna karşılık R 404A, düşük akış sıcaklığı nedeniyle yüksek debi kapasiteleri için (24 m³/ dk. dan) itibaren uygun olmaktadır. Soğutucu gaz tanımı Formül birleşimi Ozon delme potansiyeli (ingilizce.: ODP = ozone depletion potential) [R 2 = %00] Küresel ısınma potansiyeli (ingilizce.: GWP = global warming potential) [R 2 = %00] Sıcaklık akışı Buharlaşma/ yoğunlaşma - sıcaklığının olası sapması[k] H-FCKW Soğutucu gaz R 22 CHClF 2 5% 2% 0 HFCF R 34a CH 2 F-CF 3 0% 8% 0 Soğutucu gaz ve harmanlama R 404A R 43a/25/34a 0% 26% 0,7 R 407C R 32/25/34a 0% % 7,4 Basınçlı hava 9teknolojisi

10 Kondens, basınçlı hava üretimininn önlenemeyen bir yan ürünüdür. Nasıl oluştuğunu, Neden basınçlı hava kurutması? bölümünde (S. 8) açıkladık. Buna göre 5 m³/dakikalık hava verimine sahip 30 kw bir kompresör 4. Kondensin doğru tahliye edilmesi ortalama çalışma şartları altında her vardiyada ykl. 20 litre kondens oluşturur. Arızaları ve korozyon hasarlarını önlemek için basınçlı hava sisteminden uzaklaştırılmalıdır. Bu bölümde, kondensin nasıl doğru bir şekilde tahliye edilmesi gerektiği ve bu sırada maliyetten oldukça ciddi tasarruf sağlanabildiğini göreceksiniz.. Kondensi ayırma Her basınçlı hava sisteminde belirli yerlerde farklı kirlerle yüklenmiş kondens birikir (üst resim). Bu nedenlegüvenilir bir kondens tahliyesi mutlaka gereklidir. Güvenilir bir kondes tahliyesi bir basınçlı hava sisteminin hava kalitesine, çalışma güvenliğine ve verimliliğine önemli düzeyde katkıda bulunur. a) Kondens toplama ve tahliye yerleri Kondensi toplamak ve ayırmak için öncelikle basınçlı hava sisteminin mekanik elemanları yardımcı olur. Burada toplam kondensin % 70 ila 80 i birikir bu durumun ön koşulu ise kompresörlerin iyi bir soğutmaya sahip olmalarıdır. Siklon su ayırıcı: Burada söz konusu olan mekanik bir su ayırıcıdır, bu ayırıcı kondensi santrifüj gücünün yardımıyla havadan ayırır (bkz. sağ alt resim). En uygun şekilde çalışabilmesi için, mutlak surette her bir kompresöre bir adet siklon su ayırıcı atanmış olmalıdır. Ara soğutucu: Ara soğutucuları olan iki kademeli kompresörlerde ara soğutucunun ayırıcısında kondens birikir. Basınçlı hava tankı: Hava tankı, depolama özelliği olarak ana fonksiyonun yanında yerçekimi kuvvetiyle kondensi havadan ayırır. Yeterli kapasitedeki tank (dakikadaki kompresör serbest hava verimi 3 e bölünür ve m³ cinsinden tank büyüklüğü bulunur) tıpkı bir siklon su ayırıcı gibi etkilidir. Ancak siklon su ayırıcının aksine hava girişi altta ve hava çıkışı üstte olmak kaydıyla basınçlı hava hattının ilerideki bir noktasına bağlanabilir. Bunun dışında tank basınçlı havayı büyük ısı yayma yüzeyiyle ek olarak soğutur ve kondens ayrımını daha da iyileştirir. Basınçlı hava hattında su tutulması: Kondensin tanımlanmayan akışını önlemek için, basınçlı hava hattının nemli bölgesinde, tüm hava giriş ve çıkışlarının yukarıdan veya yandan bağlanmış olacağı şekilde yapılması gereklidir. Su tuzağı olarak adlandırılan aşağı doğru tanımlanmış kondens çıkışları kon den sin yolunu ana Basınçlı 0 hava teknolojisi

11 hattan değiştirme imkanını sağlarlar. 2 ila 3 m/s lik bir hava akış hızında ve doğru hat döşemesinde bir su tuzağı basınçlı hava sisteminin nem bölgesinde meydana gelen bir kondensi tıpkı bir basınçlı hava tankında olduğu gibi etkin bir şekilde ayırır (resim ). 2. Yaygın ayırma sistemleri Günümüzde başlıca üç sistem kullanılır. c) Seviye kumandalı Kondens ayırıcı ( ECO DRAIN, resim 3) Günümüzde ağırlıklı olarak akıllı seviye kumanda özelliğine sahip ayırıcılar kullanılmaktadır. Arızalı şamandırafonksiyonunu elektronik bir sensörle değiştirme gibi bir avantaja sahiptir. Yani, şamandıralı ayırıcıların aksine kirden veya mekanik aşınmadan dolayı arızalar söz konusu olmamaktadır. Bunun haricinde basınçlı hava kayıpları (tıpkı şamandıra valfında olduğu gibi) tam olarak otomatik kontrollü valf açma süreleri ile önlenmiş olmaktadır. Diğer avantajlar ise otomatik kendi kendine denetim ve kontrol sistemine sinyal gönderebilme yeteneğidir. d) Doğru kurulum Kondens ayırma sistemi ile kondens ayırıcı arasında mutlak surette vanalı Resim : Kondens tahliyeli su tuzağı Resim 2: Şamandıralı ayırıcı Resim 3: Vanalı ECO DRAIN b) Basınçlı hava kurutucusu Yukarıda değinilen noktaların dışındabasınçlı hava kurutma bölgelerinde de başka kondens toplanma ve ayırma yerleri mevcuttur. Soğutucu kurutucu: Basınçlı havanın soğutularak kurutulmasını sağlayan soğutucu kurutucularda kalan kondens ayrılır. Adsorpsiyon kurutucu: Basınçlı hava şebekesinde soğuyan basınçlı havadaki kondens adsorpsiyon kurutucunu ön filtresinde birikir. Adsorpsiyon kurutucudaki kısmi basınç nedeniyle su sadece buhar şeklindedir. c) Merkezi olmayan ayırıcılar Merkezi bir basınçlı hava kurutması yoksa, büyük kondens miktarları basınçlı hava tüketicilerine kurulmuş olan su ayırıcılarında birikir. Bunların bakım ihtiyacı kuşkusuz büyüktür. a) Şamandıralı ayırıcı (resim 2) Şamandıralı ayırıcı eski ayırma sistemlerine aittir ve tamamen verimsiz ve düşük güvenli kondens tahliye sistemleridir. Şamandıra prensibine sahip kondens ayırıcı basınçlı havada mevcut olan kirler nedeniyle yoğun bakım gerektirir ve arızalanabilir. b) Solenoid valf Zamanlama kumandalı solenoid valflerı şamandıra ayırıcı olarak çalışma güvenliği sağlar, ancak düzenli olarak kirlenmelere karşı kontrolden geçirilmelidir. Yanlış ayarlanan valf açılma zamanları basınçlı hava kayıplarına ve böylelikle yüksek enerji tüketimine neden olurlar. kısa bir hat parçası takılmalıdır (resim 3). Böylelikle ayırıcı bakım çalışmalarında kapatılır ve basınçlı hava sisteminin çalışması aralıksız olarak gerçekleşebilir. Basınçlı hava teknolojisi

12 Basınçlı hava üretiminde zorunlu olarak oldukça ciddi miktarda konden s oluşur (bkz. bölüm 3 ve 4). Burada kondens tanımı yanlış anlaşılmalara yol açabilir bu süreçte oluşan sadece yoğunlaşan, su buharı değil- 5. Kondensin ucuz ve güvenli bir biçimde şartlandırılması dir. Ancak dikkat! Her kompresör tıpkı büyük kapasiteli bir elektrikli süpürge gibidir: Ortam havasında bulunan kir ler i emer ve bunun yoğunlaştırarak henüz şartlandırılmamış basınçlı hava üzerinden kondense aktarmaya devam eder.. Neden kondens şartlandırması? Kondensi basit bir şekilde kanalizasyona aktaran basınçlı hava kullanıcıları yüksek miktarda ceza alma riskini taşıyorlar. Nedeni ise: Basınçlı hava üretiminde biriken kondens çevre için tehlike arz eden bir karışımdır. Mevcut çevre şartları nedeniyle toz partiküllerin yanında hidrokarbon, karbon dioksit, bakır, kurşun, demir ve başka yabancı maddeleri içermektedir. Almanya da basınçlı hava sistemlerinde kondensin bertaraf edilmesiyle ilgili standart su idaresi yasası vardır. Zararlı madde içeren suyun genel kabul görmüş teknik kurallar normuna göre şartlandırılmak zorunda olduğunu öngörür. Bu husus, basınçlı hava konden sinin her türlüsüyle, yağsız kompresörlerle de ilgilidir. Tüm zararlı maddeler ve ph değeri için yasal sınır değerleri vardır. Sektörlere ve bölgelere göre farklı şekilde tespitedilmiştir. Hidrokarbon içinörneğin müsaade edilen azami değer 20 mg/l dir; kondens için ph sınırı 6 dan 9 a kadar değişmektedir. 2. Kondens içeriği a) Dağılma Basınçlı hava kondensinin içeriği değişkenlik göstermektedir. Dağılmalar, tıpkı Sigma Fluid Plus gibi sentetik soğutucu yağlarla çalışan sıvı soğutmalı vidalı kompresörlerde meydana gelir. Bu kondens normal durumda 6 ile 9 arasında ph değerine sahiptir. Böylelikle ph nötr olarak öngörülebilir. Atmosferik havadan emilen kirler bu kondenste yüzen, sudan çok basit bir şekilde ayrılabilen yağ tabakasından yakalanabilir. b) Emülsiyon Bir emülsiyonun mevcutolduğuna dair görünebilir belirti, birkaç gün sonra bile ayrışmayan süt türünde bir sıvıdır (bkz. sağ resim, ). Bu kondens kalitesi, klasik yağlarla çalışan pistonlu, vidalı ve paletli kompresörlerde meydana gelir. Burada da zararlı maddeler yağın ana unsurlarına bağlanmıştır. Güçlü, dengeli karışım nedeniyle yağ, su ve emilen kirler (örneğin; toz ve ağır metaller) yerçekim kuvvetiyle ayrılmazlar. Mevcut yağlarda ester görülürse, kondens agresif olabilir ve yeniden nötrleştirilmelidir. Bu tip konden si şartlandırmak sadece emülsiyon ayrıştırma sistemiyle mümkündür. c) Yağsız kompresörlerde oluşan kondens Yağsız kompresörlerde meydana gelen kondens sürekli artan çevre kir liliği nedeniyle dikkate değer miktarda yağ oranına sahiptir. Bu nedenle hep yüksek kükürt dioksit, ağır metal ve/ veya başka katı madde oranları olduğu gözlenir. Yani: Bu kondens normalde agresiftir ve 3 ila 6 arasında ph değere sahiptir. Bu kalitedeki konden s, sıkça iddia edildiğinin aksine şartlandırmadan doğaya gönderile mez. 3. Harici olarak imha etmek Elbette kon densi toplama ve özel işletmelerle imha ettirme olanağı vardır. Kuşkusuz imha etme maliyetleri Basınçlı hava 2 teknolojisi

13 kondensin kalitesine göre ykl. 40 ile 50 /m³ arasındadır. Biriken kondens miktarları göz önüne alındığında şartlandırma daha ekonomik olmaktadır. Şartlandırmanın bir diğer avantajı da orijinal hacmin sadece binde 25 inin çevre yönetmeliklerine göre imha edilmesi gerektiğidir. 4. Şartlandırma yöntemleri a) Dağılımlar için Bu kondens türünü şartlandırmak için genelde, iki ön ayırma böl mesinden ve bir aktif karbon filtresi bölmesinden meydana gelen üç bölmeli bir ayırma cihazı yeterli olur. Özel ayırma işlemi yerçekim kuvvetiyle gerçekleşir. Cihazın ayırma bölmesinde sıvının üst yüzeyinde yüzen yağ tabakası bir toplama tankına aktarılır ve eski yağ olarak imha edilir. Ardından geriye kalan su iki kademe halinde filtrelenir ve daha sonra kanalizasyona aktarılabilir. Uzman bir kuruluş tarafında yapılabilecek komple imha işlemine karşılık yerçekimi ayırıcılarla ykl. % 95 lik bir maliyet tasarrufu elde edilebilir. Cihazlar şimdilik 60 m 3 /dak kompresör kapasitesine kadar bulunmaktadır. Elbette yüksek ihtiyaçta, birçok cihazı paralel olarak bağlamak mümkündür. Aquamat gibi yerçekimi ile ayırma prensibine sahip sistemler kondens dağılımları güvenli ve ucuz şekilde şartlandırır metal konsantrasyonlarının verilmesiyle ph nötralizasyonunu sağlayan ve özel atık olarak imha edilmesi gereken bir filtre süngeri dahildir. Bu yöntem en masraflı olandır. Özel imha onayları yalnız kondensin olası yağ içeriğiyle ilgili değil, aynı zamanda yoğunlaştırılmış, çevre havasından emilen kirletici maddelerle ilgili olarak da alınmalıdır. Bu maddeler kondensi oldukça ciddi biçimde kirletebilirler. 2 3 b) Emülsiyonlar için Kararlı emülsiyonları şartlandırmak için günümüzde iki önemli cihaz tipi kullanılmaktadır: Diyafram ayırma sistemleri çapraz akış yöntemi olarak anılan ultra filtrasyon prensibine göre çalışır. Bu sırada, önceden filtrelenen kondens diyaframlardan geçirir. Sıvının bir kısmı bunun arasından geçer ve cihazı temiz su olarak terkeder. İkinci cihaz bir ayırmamalzemesiyle çalışır. Bu cihaz yağ partikülünü kapsül içine alır ve ardından iyi filtrelenebilen makro kabarıklar oluşturur. Tanımlanmış delik genişliği olan filtre bu kabarıkları güvenilir şekilde tutar. Ortaya çıkan kondens atık su olarak bertaraf edilebilir. Her kom pres sör çevre havasıyla su buharını ve kirleri emer. Buradan oluşan kondens, temiz su (üst resim, 3) olarak doğaya verilmeden önce yağdan ve diğer zararlı maddelerden arındırılmalıdır (üst resim, 2). c) Yağsız kompresörlerde oluşan kondens Yağsız kompresörlerin kondensi kimyasal ayırma yöntemleriyle şartlandırılmalıdır. Buna, alkalin, bağlayıcı ağır Sabit kondens emülsiyonlarda diyafram ayırma sistemleri kullanılır. Basınçlı 3 hava teknolojisi

14 Tüm avantajlara rağmen basınçlı hava oldukça maliyetli bir enerji taşıyıcısıdır.bu sebeple mümkün olan her yerde masrafların düşürülmesi önemlidir. Yüksek maliyetin ana nedeni bir kompresör istasyonundaki çok 6. Etkin kompresör kumandası sayıda kompresörün hava veriminin genelde değişken basınçlı hava gereksinimine doğru olarak adapte edilmemesinden kaynaklanmaktadır. Bu şekilde bir çok işletmede kompresörlerin yükte çalışma oranı sadece % 50 de kalmaktadır. Çok sayıda kullanıcı kompresörlerinde yükte çalışma saat sayacının bulunmaması ve sadece toplam çalışma saat sayacı bulunduğundan, bu durumdan haberdar değildir. Doğru olarak belirlenen kumanda sistemleri burada gereken yardımı sunacaktır: Yükte çalışma oranını % 90 a ve daha fazlasına yükselterek %20 ve daha fazla oranda enerji tasarrufu sağlanabilir.. Dahili kumanda a) Tam yük/boşta çalışma düzeni Kompresörlerin genelinde trifaze akım asenkron motorlar tahrik grubu olarak kullanılmaktadır. Bu motorların izin verilen kalkış sıklığının yük sek güç kapasiteli motorlarda daha düşük olması nedeniyle daima sınırlı tutulmaktadır. Sınırlandırılmış kalkış sayısı dar bir çalıştırma basınç farkına sahip kompresörlerin gerçek basınçlı hava tüketimi doğrultusunda açılması ve kapatılması için gerekli olan kalkış sayısını karşılamamaktadır. Bu çalıştırma süreçleri sebebiyle, kompresör boşta çalışmaktadır. Buna karşın sınırlı kalkış sayısını aşmamak için motor belirli bir süre daha çalışır. Bu süreçte gerekli enerji kayıp olarak dikkate alınmalıdır. Bu şekilde boşta çalışan kompresörlerin enerji tüketimi buna rağmen halen tam yükteki tüketimin % 20 si kadardır. b) Frekans invertörü Frekans konvertörlü kompresörlerin devir ayar aralığı boyunca sabit bir verimliliği olmadığı gözlenmektedir. Örneğin 90 kw bir motorda %00 ile 30 arasındaki ayar bölgesinde verimlilik %94 ten 86 ya düşer. Buna ilave olarak frekans invertörünün kaybı ve kompresörlerin doğrusal olmayan güç davranışı eklenir. Frekans konvertörlü kompresörler hatalı olarak kullanıldığında sistem kullanıcısı fark etmeden tasarruf yerine enerji tüketicisine dönüşebilir. Maksimum verimlilik ve enerji tasarrufu söz konusu olduğunda frekans konver törü bu doğrultuda her zaman doğru bir çözüm değildir. 2. Hava ihtiyacının sınıflandırılması Prensipte kompresörler fonksiyonlarına göre ana yük, orta yük, uç yük veya yedek ünite olarak sınıflandırılır. a) Ana yük hava ihtiyacı Ana yük hava ihtiyacından, bir işletmenin sürekli olarak ihtiyaç duyduğu hava miktarı anlaşılmaktadır. b) Uç yük hava ihtiyacı Uç yük hava ihtiyacı, belirli azami tüketim süreleri içinde gerekli olacak hava miktarıdır. Çeşitli tüketicilerin değişen talepleri doğrultusunda farklılık gösterir. Farklı yük fonksiyonlarını mümkün olduğunca karşılayabilmek için her bir kompresör kendi dahili kumanda sistemi tarafından farklı kumanda edilmelidir. Bu kumandalar, master kumanda sisteminin devre dışı kalması durumunda kompresör çalışmasını ve böylelikle basınçlı hava üretimini devam ettirebilecek kapasitede olmalıdır. 3. Master kumanda Master kumandalar, kompresörlerin çalışmasını bir basınçlı hava istasyonuna koordine eden ve her bir sistemi hava ihtiyacına göre açıp kapatan sistemlerdir. a) Bölmeli çözüm Bölme, aynı veya farklı kapasiteye ve kumanda türüne sahip kompresörlerin ana yük ve azami yük çalışmasına göre hava ihtiyacının dağılımıdır. b) Master kumandaların görevleri Kompresör çalışmasının koordinasyonu tıpkı kapsamlı görevler gibi uğraş gerektirmektedir. Bu nedenle etkin kumandalar günümüzde sadece farklı yapı türlerine ve kapasitelere sahip kompresörleri doğru zamanda kullanıma almakla sınırlı kalmamalıdır. Bunun haricinde basınçlı hava istasyonlarındaki servis maliyetini azaltmak ve çalışma güvenliğini artırmak için Basınçlı hava 4teknolojisi

15 Basınç Çift ayarlama sistemi Tam yük-boşta çalışma-durdurma ayarlama sistemi Basınç Quadro ayarlama sistemi En uygun çalışma türünün kendiliğinden seçilmesi ile tam yük- boşta çalışma- durdurma ayarlama sistemi Tam yük Tam yük Boşta çalışma Boşta çalışma Durma Durma % cinsinden motor nominal gücü Süre % cinsinden motor nominal gücü Süre Basınç Çift GD düzeni Eşit basınç, oransal kontrol ile hava veriminin ayarlanması SFC (FU) Frekans invertörü değişken motor devri ile hava veriminin ayarlanması Tam yük Tam yük Boşta çalışma Durma Boşta çalışma Durma % cinsinden motor nominal gücü Süre % cinsinden motor nominal gücü Süre Kompresör dahilindeki kumanda Sigma Control konfigürasyon için dört adet kumanda konsepti sunmaktadır sistemleri bakım tekniğinde gözetmeli, kompresörlerin çalışma saatlerini dengelemeli ve eksik fonksiyonları kaydetmelidir. c) Doğru kademelendirme Etkin - yani enerji tasarrufu sağlayan - kumanda için kompresörlerin kusursuz kademelendirilmesi en önemli ön koşuldur. Uç yük kompresörlerinin hava verimlerinin toplamı bu nedenden dolayı bir sonraki devreye alınacak olan ana yük kompresörlerinin kapasitesinden büyük olmalıdır. Uç yük kompresörünün devir ayarlı olması durumunda kompresörün ayar bölgesi aralığı bir sonraki devreye alınacak kompresörün hava verimi miktarından büyük olmalıdır. Aksi takdirde basınçlı hava sisteminin ekonomik çalışması garanti edilemez. leyebilmek için sinyal yolu da denetlenmelidir. Bilinen aktarım yolları:. Gerilimsiz kontak 2. Analog sinyaller mA 3. Elektronik ara yüzler örn. RS 232, RS 485 veya profi veri yolu DP. En modern aktarım teknolojisini profi veri yoludur. Bu yol üzerinden büyük veri miktarları sorunsuzca en kısa Servis merkezi Cep telefonuna SMS Servis sürede uzak mesafelere gönderilebilmektedir (alt resim). Bu sayede master kumanda sistemleri basınçlı hava istasyonunda bulunmak zorunda değildir. Kom presör istasyonundan etkin iletim ve kontrol sistemine hızlı veri aktarımını profi veri yolu sağlamaktadır Modem Modem Kontrol merkezi d) Güvenli veri aktarımı Kusursuz çalışmanın ve etkin kumandanın önemli koşullarından bir diğeri de güvenli veri aktarımıdır. Bunun için, mesajların sadece her bir kompresör arasında değil, aynı zamanda kompresör ler ve master kumanda narasında da aktarılması sağlanmalıdır. Aayrıca, bağlantı kablosu kopukluğu gibi arızaları en kısa süre belir- Kompresörler SIGMA AIR MANAGER Ethernet Profi veri yolu DP süreci ECO Drain ile filtre Şartlandırma Basınçlı 5 hava teknolojisi

16 Basınçlı hava istasyonları genel itibarıyla aynı veya farklı kapasitedeki birçok kompresörden meydana gelmektedir. Bu makinelerin her birini koordine etmek için, bir master kumandaya gerek vardır. Geçmişte bu 7. Basınç aralığı kumandası Kompresörlerin tüketime uygun olarak çalıştırılması görev oldukça basit nitelikteydi: Aynı kapasitedeki kompresörlerin ana yük fonksiyonunda dönüşümlü çalışmasını sağlanmakta ve bu sayede makinelerin çalışma süreleri birbirine eşitlenmektedir. Günümüzde bu uygulama oldukça kapsamlıdır: Basınçlı hava değişken ihtiyaca en uygun şekilde gerçekleştirilmeli ve aynı zamanda en yüksek enerji verimliliği elde edilmelidir. Prensipte iki farklı master kumanda sistemi mevcuttur: Kademeli ve basınç aralığı kumandası.. Kademeli grup kumandası Bir kompresör grubuna kumanda etmenin klasik şekli kademeli grup kumandasıdır. Bu sırada her kompresöre bir alt ve bir üst basınç noktası atanır. Birden fazla kom presör koordine edilecekse bu uygulama neticesinde basamaklı veya kademeli gruba benzer bir kumanda sistemi ortaya çıkar. Düşük hava gereksinimi sırasında tek bir kompresör çalıştırılırsa ve üst bölgedeki basınç bu kompresörün minimum (p min ) ve maksimum basıncı (p maks ) arasında dalgalanıyorsa, hava ihtiyacı artarsa basınç düşecektir ve birden fazla kompresörün devreye girmesi gerekecektir (Resim ). Böylece istenmeyen bir sonuç ortaya çıkar: Sistemdeki yüksek basınç dalgalanması sebebiyle ihtiyaç duyulan basıncın çok üstüne çıkılır ve bu da kaçak miktarı ve enerji kaybını artırır; Buna karşılık yüksek tüketimde basınç düşer ve sistemdeki basınç rezervi azalır. a) Klasik kademeli grup kumandası Kıyaslama Kademe / basınç aralığı kumandası Bilinen ana yük dönüşümünün basınç dalgalanmaları SAM veya VESIS basınç dalgalanması Güvenlik marjı Resim : Kademeli grup kumandalarında (ana yük değişim devrelerinde) ve basınç aralığı kumandalarında ( SAM veya VESIS ) farklı basınç dalgalanmaları ve basınç tasarrufları Kademeli basınç ayarlaması bir basınç şalteri veya kontak manometre ile devreye sokulursa, her bir değişme noktası arasındaki fark en az 0,3 bar olmak zorundadır. Her bir kompresör için ise 0,5 bar lık minimum basınç farkı eklenmelidir. Bu kumanda türü için tavsiye edilen azami sayı olan dört kompresörde klasik şekilde,4 bar lık minimum bir basınç farkı ortaya çıkar. b) Elektronik basınç kumandalı kademeli basınç ayarlaması Elektronik basınç sensörünün kullanılması, maksimum ile minimum basınç arasın daki basınç bandı farklarını 0,2 bar a düşürme ve ayrıca basınç aralığını küçültme im kanını sunmaktadır. Burada en uygun durumda 0,7 bar lık bir basınç farkına ulaşılabilir. İfade edildiği gibi, bir kademeli grup kumandasıyla birlikte dörtten fazla kompresör devreye sokulmamalıdır. Aksi takdirde, büyük basınç yayılımı nedeniyle enerji tüketimi ve kaçakların aşırı de recede yüksek olma tehlikesi söz konusudur. 2. Basınç aralığı kumandası Süre Birden fazla kompresörün kuşkusuz çağa uygun, özellikle başta değinilen yüksek verimlilik talepleri doğrultusunda koordinasyonu, basınç aralığı kumandasıdır. Bu işlem sırasında tek ve dar bir basınç aralığında yardımıyla istenilen sayıda kompresörün çalışması koordine edilmektedir (resim ). Ancak buradaki ön şart, bir mikro işlemci bileşik kumandasının veya daha iyisi olarak akıllı kumanda teknik özelliğine sahip olan bir sanayi bilgisayarının kullanılmasıdır. Basınç aralığı kumandasının aşağıda belirtilen çeşitli yöntemleri vardır. (basınç aralığı kumandası) a) Vektöryel kumanda Vektöryel kumanda, tespit edilen mini- Basınçlı 6 hava teknolojisi

17 mum ile maksimum basınç arasındaki basınç artışını veya düşüşünü belirler ve buradan hava tüketimini hesaplar. Bu durumda kompresörler hemen geri yönlendirilerek geçişteki tüketim esasına göre kumanda edilir (resim 2). Bu durum dalgalanan hava tüketimi özelliğine sahip basınçlı hava sistemlerinde, izolasyon önlemlerinin alınmasını gerekli kılan boru şebekesinde salınım lara neden olabilir. Bu bağlam da önemli olan ise kompre sörlerin uyumudur. Normalde bu kumanda yön temiyle devre basınç farkı 0,5 bar dan daha düşük bir değere düşmez. Çünkü bölgenin dahilinde minimum ile maksimum basınç arasında ölçüm yapılır. Vektör zamanla basınç artışı Vektör Vektör Resim 2: Vektörel kompresör kumandası b) Elektronik basınç kumandalı eğilim algılaması Vektöryel kumandadan daha etkili kumanda sistemi eğilim alıgılamalı basınç aralığı kumandasıdır, çünkü sadece 0,2 barlık basınç farkı olanağı sağlar. Bu, şu anda basınçlı hava teknolojisinde bilinen en düşük basınç farkıdır. Eğilim algılaması, belirli bir zaman diliminde basınç artışının ve düşüşünün belirlen mesini baz almaz. Kumanda daha çok bir kompresörün devreye alınmasından sonra basınçlı hava sistemindeki tüketim kapasitesini inceler ve bu doğrultuda bir sonraki devre süreçleri için gerekli bilgileri toplar (Resim 3). 0,0 ila 0,03 barlık kati basınçta çalışan eğilim algılaması daima faal konumdadır ve kumandayı, minimum ba sınç farklarında güçlü tüketim dal galan malarına sahip basınçlı hava sistemlerinde bile uygun şekilde koordine edebilecek konuma getirecektir. Bu şekilde günümüzde aralığında 0,2 bar lık bir basınç aralığında 6 kadar kompresörü ku manda tekniğinde bir birine bağlama imkanı mümkündür. Hava tüketiminin aniden aşırı artması Vektör 2 zamanla basınç düşüşü Birçok kompresör için basınç aralığı kumandası (SAM/VESIS). Bir kompresörün devreye girme 2. Bir kompresörün devre noktası Resim 3: Eğilim algılamalı olan basınçlı aralığı kumandası (üst) durumunda bir emniyet basınç aralığı üzerinden daima güvenli basınç beslemesi garanti edilebilmektedir. Bu kumandalar basınçlı hava sistemlerinde oldukça yüksek oranda enerji tasarrufu sağlayabilmektedir. Daha net açıklanması için: 0, barlık bir sistem basınç düşüşü yüzde birlik enerji tasarrufu sağlamaktadır. c) Azami yüke bağımlı kumanda Eğilim algılamasına sahip basınç aralığı kumandaları kompresörleri kapasitelerine göre gruplara ayırır. Böylelikle yalnız kompresörlerin çalışma ve yük saatleriyle ilgili eşit oranda yük boş konumunda değil, aynı zamanda doğru kompresörü tam doğru zamanda seçme konumundadırlar(resim 4). Bu hususta en önemli ön koşul uygun bölünmedir. Buradan, aynı veya farklı kapasitelere sahip kompresörlerin ana yük ve azami yük hava tüketimine göre dağılımı anlaşılmaktadır (bkz. Etkin kompresör kumandası bölümü ). Bu, kompresörleri kumanda etmeye yönelik günümüzdeki en ekonomik tarz büyük veri miktarlarının aktarılması ve işlenmesinin gerektirmektedir. Sadece, Nominal nokta tarafından sunulan Sigma Air Manager (SAM) gibi akıllı sanayi bilgisayarları bu veri boyutlarını işleme alma kapasitesine sahiptir. Sanayi bilgisayarları aynı zamanda yönlendirme tekniği sistemlerine de bağlanabilmektedir ve yüksek etkinliğe sahip kumanda işlevselliğinin yanı sıra programlanmış HTML sayfalarına sahip bir web sunucusu hizmetini de yerine getirmektedir. Bu şekilde, özel bir yazılım olmadan kompresörçalışma verilerini aynı zamanda toplam basınçlı hava istasyonunun kapasitesini ve etkisini belirlemek, verileri genel olarak anlaşılır şekilde görüntülemek, değer lendirmek ve buna göre tepki gö stermek mümkündür ( Sigma Air Manager için bkz. S. 27). Resim 4: Optimize edilmiş bölünme ve etkin sistem koordinasyon ile daha iyi kompresör kumandası Basınçlı 7 hava teknolojisi

18 Enerjinin sürekli pahalılaşması sonucunda enerji kaynaklarını tasarruflu kullanmak yalnız ekolojik yönden değil, aynı zamanda ekonomik yönden gereklidir. Kompresör üreticileri bununla ilgili olarak örneğin vidalı 8. Isı geri kazanımıyla enerji tasarrufu sağlanması kompresörlerde ısı kazanma gibi birçok olanak sunmaktadır.. Kompresörler aslen ısı üretirler Imkansız gibi gözükse de: Bir kompresöre gönderilen enerjinin % 00 ünün ısıya dönüştüğü bir gerçektir. Sıkıştırma sonucunda kompresördeki hava bir enerji potansiyeli ile yüklenir. Bu enerji miktarı basınçlı hava kullanım noktasında genleşme ve etraftan ısı alma ile açığa çıkmaktadır. 2. Yüzde 94 e kadar kullanılabilen enerji Kompresörde ortaya çıkan ve ısı olarak kullanılabilecek enerjinin büyük kısmı yani % 72 si yağ püskürtme soğutmalı kompresörlerde soğutucu yağda, % 3 ü basınçlı havada, % 9 a kadar olan kısmı ise elektro tahrik motorunun ısı kaybı olarak ortaya çıkmaktadır. Tamamen kapalı bir çevrimde yağ veya sıvı maddeler ile soğutulan vidalı kompresörlerde elektro motordaki bu enerji kayıpları dahi ısı enerjisi olarak geri kazanılabilir. Yani toplam kompresör için kullanılan enerjinin % 94 e kadarı ısı olarak geri kazanılabilir. Sadece % 2 kadarı ısı yayılması sonucunda kayb olur ve % 4 lük ısı basınçlı havada kalır (bkz. bunun için ısı akış diyagramı, S. 9). geri kazanımının çeşitli türlerinden birini seçebilirler: a) Ortam ısıtması Yağ ya da sıvı madde soğutmalı vidalı kompresörlerde ısı geri kazanımının en basit imkanı kompresör tarafından ısıtılan soğutma havasının doğrudan kullanılmasıdır. Bu sırada ısı, bir hava kanalı sistemi üzerinden ısıtılmak istenen yerlere iletilir (resim ). Elbette sıcak hava tıpkı kurutma süreci veya brülörü havasının ön ısıtması gibi başka amaçlar için de kullanılabilir. Isıya gerek duyulmadığı takdirde, hava akımı, bir hareketli kapağın veya jaluzinin manuel veya otomatik olarak katlanmasıyla dış orta- Yaz Dışarı verilen hava ma iletilir. Termostatla ayarlanan bir jaluzi kumandası, hava sıcaklığının sabit tutulmasına veya tam olarak ayarlanmasına izin verir. Bu şekilde bir vidalı kompresörün elektriksel güç tüketiminin % 94 ü kullanılabilir. Küçük kompresörlerde bile ısı geri kazanımı yapılabilir, çünkü 8,5 kw lık küçük bir kompresör bile bir aileyi ısıtacak kadar ısı enerjisi üretir. b) Sıcak su ısıtması Yağ çevrimine bir ısı eşanjörünü (resim 2) takarak gerek hava soğutmalı gerekse su soğutmalı vidalı kompresörlerle çeşitli amaçlar için sıcak su elde etmek mümkündür. Bunun için ısı eşanjörü plakaları veya güvenli tip ısı eşanjörleri Kış Isıtma 3. Isı geri kazanımının yolları Basınçlı hava istasyonlarının verimliliğini artırmak isteyen kullanıcılar, ısı Resim : Sıcak hava oluşturmak için hava boşaltma kanalı ve takılan hareketli kapaklarla ısı geri kazanım sistemi Basınçlı 8 hava teknolojisi

19 Endüstriyel su çevrimi Isı eşanjörü plakaları Kompresörün yağ çevrimi Resim 2: Sıcak su oluşturmak için ısı geri kazanım sistemi ısı eşanjörü plakaları +70 C ye kadar sıcak su oluşturur kullanılır bu kullanım, sıcak suyun ısınma amaçlı olarak, banyo veya yıkama suyu olarak veya üretim ve temizleme süreçlerinde kullanılmasına göre değişebilir. Bu ısı eşanjörleriyle maksimum 70 C ye kadar su sıcaklığına ulaşılabilir. Bu ısı geri kazanım türü için uygulanan ek masrafları 8,5 kw tahrik gücünden itibaren kompresör sistemlerinde tecrübelere dayanarak iki yıl içerisinde amorti eder. Bunun ön şartı ise kusursuz bir planlamadır. Isı akışı diyagramı: 4. Basınçlı hava devamlılığı için güvenliğin dikkate alınması Normalde kompresörün asıl soğutma sistemi aynı anda hem kompresör soğutması hem de ısı geri kazanım sistemi olarak kullanılmamalıdır. Nedeni ise: Isı geri kazanımının devre dışı kalması durumunda kompresör soğutması ve böylelikle basınçlı hava soğutması tehlike altına girer. Bu nedenle, ısı geri kazanımı için her zaman özel ısı eşanjörlerinin ek olarak toplam elektrik tüketimi 00% kompresör sistemine takılması tavsiye edilir. Ancak bu şekilde kompresör bir arıza durumunda kendi güvenliğini sağlayabilir: Isı geri kazanım sisteminin yağ su ısı eşanjörü üzerinden üzerinden ısı verilmez ise kompresör dahili olarak asıl hava ve su soğutma sistemi moduna geçer. Böylelikle basınçlı hava temini kesintiye uğramaz güvenli olur. 5. Sonuç Isı geri kazanımı, bir basınçlı hava sisteminin verimliğini arttıran ve aynı zamanda çevreye zarar vermeyen üzerinde durulması gereken bir olasılıktır. Satınalma maliyeti aynı oranda düşüktür. Yatırım maliyetinin yüksekliği kullanıcı bölgesinin yerel ortamlara göre, kullanım amacına ve seçilen ısı kazanma yöntemlerine göre şekillenir. Tahrik motordan ısı atışı (soğutma havası ile süpürülür) %9 Yağın soğutulması sonucunda kazanılan ısı miktarı (yağ soğutucu) % 72 Basınçlı havanın soğutulması sonucunda geri kazanılabilen ısı miktarı (Ardıl soğutucu) % 3 Kompresör sisteminin çevreye yayılan ısı %2 Basınçlı havada kalan ısı %4 ısı geri kazanımı için kullanılan ısı miktarı % 94 Basınçlı 9hava teknolojisi

20 Basınçlı hava çok yönlü, ancak ucuz olmayan bir enerji taşıyıcısıdır. Verimli kullanımı ancak basınçlı havanın üretilmesi, şartlandırılması ve dağıtımının birbirlerine mümkün olduğu kadar 9. Enerji kaybının önlenmesi () Basınçlı hava şebekesinin planlanması uyumlu olması durumunda gerçekleşmektedir. Bu ise, kompresör istasyonunun doğru planlamasının ve tesis edilmesinin yanında kapasitelerin doğru tespit edilmesi ve basınçlı hava şebekesinin doğru kurulumu ile mümkün olmaktadır.. Ekonomik basınçlı hava üretimi Bir kompresörün tükettiği enerji, bakımı ve amortismanı ile ilgili tüm maliyetler dikkate alınırsa, basınçlı havanın metreküpü kompresörün büyüklüğü, kapasitesine, bakım durumuna ve türüne göre 0,5 ile 2,5 Cent arasındadır. Bu nedenle çok sayıda işletme, ekonomik basınçlı hava üretimine büyük önem vermektedir. Bu durum, yağla veya sıvıyla soğutulan vidalı kompresörlerin zafer kazanmalarının nedenidir: Vidalı kompresörler sayesinde önceki basınçlı hava üretim maliyetlerinden %20 oranında tasarruf sağlanabilmektedir. 2. Şartlandırmanın basınçlı hava şebekesine etkisi İhtiyaca uygun basınçlı hava şartlandırmasına ise genelde maalesef daha az önem verilmektedir. Bu yanlış bir durumdur, çünkü sadece iyi şartlandırılmış basınçlı hava, basınçlı hava tüketicilerinin ve boru hatlarının bakım maliyetleri düşük tutabilir. a) Soğutucu kurutucular bakım ihtiyacını düşürür Tüm kullanım alanlarının ykl. % 80 inde basınçlı hava şartlandırması için soğutucu kurutucu yeterli olur. Böylelikle basınçlı hava boru hatlarındaki filtrelerde oluşan basınç kayıplarından tasarruf sağlanır ve kompresörlerin bu basınç kayıplarını yenmek için tüketeceği enerji ma liyetinin sadece yaklaşık % 3 ünü tüketirler. Diğer yandan basınçlı havanın şartlandırılmaması sebebiyle boru hatlarında ve basınçlı hava tüketicilerinde ortaya çıkacak bakım ve onarım harcamaları basınçlı hava kurutma maliyetinin rahatlıkla on katını bulabilmektedir. b) Yerden kazanç sağlayan kombi cihazlar Küçük işletmeler veya merkezi olmayan hava üretimi için vidalı kompresörlerden, soğuk hava kurutucusundan ve basınçlı hava tankından (sağ resim) veya kule tipinde vidalı kompresörden ve kurutucudan oluşan yerden tasarruf sağlayan kombinasyonlar piyasadan temin edilebilir. 3. Bir basınçlı hava şebekesinin yeniden planlanması ve kurulması Öncelikle mutlak surette, basınçlı hava istasyonunun merkezi veya merkezi olmadan kurulup kurulmayacağı kararlaştırılmalıdır. Küçük ve orta çaplı işletmeler için genel olarak merkezi bir besleme uygundur: Burada, çok uzun hava şebekelerinde meydana gelen klasik problemler ortaya çıkmaz: yüksek kurulum maliyeti, yüksek kurulum maliyeti, yetersiz yalıtılmış hatlarda kış aylarında donma tehlikesi ve çok uzun hatlar sebebiyle basınç kayıpları. a) Şebekenin doğru boyutlandırılması Bir şebekeyi doğru boyutlandırmak için daima bir hesaplama yapılmalıdır. Temel varsayım, kompresörün devreye giriş-çıkış basınç farkı ile standart basınçlı hava şartlandırması (soğuk hava kurutması) dahil kompresörle basınçlı hava tüketicileri arasında maksimum bar lık bir basınç düşüşü olmasıdır. Detaylarda aşağıdaki basınç kayıplarıyla hesap yapılır (sağ resim): Ana hat 0,03 bar Dağılım hattı 2 0,03 bar Branşman 3 0,04 bar Kurutucu 4 0,20 bar Bakım ünitesi ve hortum 5 0,50 bar toplam maks. 0,80 bar Bu liste, her bir hat bölümlerinde basınç kayıplarının hesaplanmasının ne kadar Basınçlı 20 hava teknolojisi