Voorkom schade door uw perslucht goed te drogen

Vocht in de (pers)lucht

Laten we beginnen met waterdamp. U ziet het niet, u ruikt het niet, maar het is er wel. Hoe warmer de lucht is, hoe meer waterdamp er door de lucht kan worden opgenomen (zie tabel). Meestal is er minder dan het maximale gewicht aan waterdamp in de lucht opgelost, dit geven we aan met Relatieve Vochtigheid (RV).

Rekenvoorbeeld: Als de RV van lucht 50% is bij 15°C, dan zit er 50% x 13 gram = 6,5 gram waterdamp in een kubieke meter (g/m3).

Als warme lucht afkoelt kan er steeds minder waterdamp worden gedragen. Als de RV tot 100% is gestegen wordt de overtollige waterdamp omgezet in hele kleine druppeltjes (condens). De temperatuur waarop de afkoelende lucht begint met druppeltjes water te vormen noemen we het dauwpunt. Denk hierbij aan dauw op het gras. Het dauwpunt is een getal in °C.

Wanneer de lucht (nog) geen condens afscheid, is het belangrijk te weten dat het toch een dauwpunt heeft. Het dauwpunt van deze lucht zal lager liggen dan de temperatuur van de lucht die het op dat moment heeft. In het voorgaande rekenvoorbeeld zou dit inhouden dat de lucht van 15°C met 6,5 gram vocht pas zal gaan condenseren wanneer de lucht onder 3°C komt (zie tabel 1). Het dauwpunt is in dit voorbeeld 3°C.

Als de omgevingstemperatuur van het persluchtsysteem niet onder het dauwpunt komt, zal er geen condens in het persluchtsysteem komen. Hoe lager de waarde van het dauwpunt, hoe droger de lucht is. Perslucht heeft een veel hogere druk dan de buitenlucht en gedraagt zich daardoor iets anders doordat de lucht is gecomprimeerd. In dat geval spreken we over een drukdauwpunt. Feit blijft dat er condens vrij zal komen uit de lucht onder een bepaalde temperatuur. Dauwpunt en drukdauwpunt mogen door elkaar gebruikt worden.

Als er perslucht wordt gemaakt dan gebruikt de compressor wel 7 m3 tot 9 m3 omgevingslucht om 1 m3 perslucht te maken (7 tot 9 bar). Er wordt dus ook 7 á 9 keer het volume aan waterdamp en gewicht aan vuil in deze 1 m3 perslucht gestopt. Echter de lucht kan nog steeds maar 13 g/m³ bij 15°C opnemen, de rest van deze waterdamp zal in de compressor al vrijkomen als condens.

Rekenvoorbeeld: Als de RV van lucht 50% is bij 15°C, dan zit er 50% x 13 gram = 6,5 gram waterdamp in een kubieke meter (g/m³). De lucht wordt gecomprimeerd naar 8 Bar. 6,5 gram *8 (bar) = 52 g/m³ -/- 13 g/m³ = 39 gram waterdamp zal condenseren. De perslucht is nu 100% verzadigd en heeft een RV van 100% bij 15°C.

Bovenstaande rekenvoorbeeld gaat echter niet helemaal op. Tijdens het proces van comprimeren komt er veel warmte vrij; 85% van de elektriciteit die een compressor verbruikt wordt omgezet in warmte. Hierdoor wordt de perslucht opgewarmd in het compressieproces tot een temperatuur van 70-90°C.

Door deze hoge temperatuur kan er veel vocht worden opgenomen. (zie tabel hierboven) Na het compressieproces zal de RV in de meeste gevallen 100% zijn. Er kan dus in iedere m3 wel 290 gram waterdamp zitten.

Wanneer deze “natte” perslucht vervolgens niet wordt gedroogd krijgt u onherroepelijk condens in uw persluchtsysteem, omdat de lucht weer zal afkoelen naar de omgevingstemperatuur, waarbij de overtollige waterdamp weer vrij zal komen als condens.

De laagste temperatuur in het complete persluchtsysteem bepaalt waar condens zal worden gevormd. Meestal is dit niet in de compressorruimte.

Condens is schadelijk

Doordat vocht een corroderend effect heeft op vele metalen, zal condens er op termijn voor zorgen dat er onherstelbare schade ontstaat aan het persluchtsysteem. Daarnaast is het zo dat in agrarische omgevingen een hoge concentratie van ammoniak aanwezig is in de omgevingslucht. Condens in combinatie met deze ammoniak (aangezogen uit omgevingslucht) zorgt voor een loog dat erg agressief is. Standaard aluminium gietlegeringen zijn hier zeer gevoelig voor.

Condens zorgt er ook voor dat de vetsmering in uw pneumatiek componenten wordt weggespoeld. Normaal is deze af-fabriek smering voldoende om een levenslange werking te garanderen. Echter wanneer dit vet niet meer aanwezig is dan krijgt u last van hogere slijtage van afdichtingen en vastlopen van componenten. Een veel voorkomende storing is de uitgetrokken neusafdichting van een cilinder.

Het uitgespoelde vet zal zich verderop in het persluchtsysteem ophopen. Door een chemische reactie tussen het weggespoelde vet en het condens, zal dit vet worden omgezet naar een dikke brij dat uw filters kan verstoppen en de luchttoevoer kan blokkeren. De ophoping die plaats vindt in de aanwezige ventielen zal er bij vorst voor zorgen dat uw ventielen niet meer schakelen door bevriezing.

Er moet ten alle tijden worden voorkomen dat waterdamp in het persluchtsysteem kan worden omgezet naar vocht. Het dauwpunt van de perslucht moet dus lager zijn dan de laagste temperatuur die de stal ooit zal bereiken.

Perslucht drogen

Er zijn drie manieren om perslucht droger te maken:

Koeldroger

Een koeldroger (of abusievelijk een vriesdroger) is een koelkast die de lucht die er doorstroomt afkoelt, waardoor er minder vocht in de lucht kan achterblijven. Een koeldroger heeft elektriciteit nodig om de perslucht te drogen. Het energieverbruik is lager dan bij de membraandroger en de adsorptiedroger. Gemiddeld koelt de lucht af tot 3°C - 7°C in een koeldroger. Dus als de perslucht daarna weer kouder wordt dan 3°C - 7°C komt er alsnog condens uit uw perslucht.

In een agrarische omgeving kunnen de zilver-soldeerverbindingen in dit type droger oplossen doordat deze slecht bestand zijn tegen ammoniak uit de omgevingslucht. Afhankelijk van de ammoniak-concentratie zal dit op kortere of langere termijn problemen veroorzaken. De koeldroger is ongeschikt voor het drogen van perslucht in gebieden waar de temperatuur van het persluchtsysteem gedurende het jaar onder de 3°C - 7°C komt.

Adsorptiedroger

Een adsorptiedroger droogt de lucht met “waterdamp vangende korreltjes”, een adsorptiemiddel dat waterdamp aan zich bindt.

Deze korreltjes hebben gezamenlijk een enorm oppervlak van een paar voetbalvelden. De ene kolom wordt nat tijdens het drogen van de perslucht die er door stroomt. Gelijktijdig wordt de andere kolom gedroogd en bedrijfsklaar gemaakt. De kolommen wisselen om en om. Om de andere kolom te drogen wordt spoellucht gebruikt, dit is noodzakelijk om continue te kunnen beschikken over een droge kolom. Dit verbruik bedraagt plus minus 12%. Dit is gelijk aan de spoellucht die een membraandroger verbruikt.

De droogconstructi e is de meest robuuste van de drie typen drogers. De droogkorrels laten oliedamp door, echter als er een oliedruppel op een droogkorrel komt zal deze niet meer werken. Voordeel is dat er zóveel droogkorrels zijn, dat dit nooit een probleem zal vormen. Ook bij een goedkopere compressor met een hoger olieverbuik bestaat er niet meteen een probleem als er oliedruppels in de droger komen. Daarnaast is de droger bestand tegen drukstoten en corrosiebetendig door gebruik van de juiste materialen. De perslucht wordt gedroogd tot -40°C dauwpunt en de droogkorrels zijn ongevoelig voor ammoniak waardoor ze zeer lang mee gaan. Dit alles maakt de adsorptiedroger uitermate geschikt voor de stalomgeving.

Het onderhoud aan de adsorptiedroger is eenvoudig en wordt aangegeven op de droger zelf. Als de droogkorrels vervangen moeten worden kost dit slechts enkele tientjes. Hoe groter de adsorptiedroger, hoe groter de hoeveelheid droge perslucht die wordt gebruikt bij de droging van een kolom.

Membraandroger

Een membraandroger maakt gebruik van hele kleine rietjes (waterdampzeefjes) die waterdamp scheiden van de perslucht en daarna condens druppeltjes vormen. Het condens wordt met perslucht aan de buitenkant van de rietjes geblazen. Hierdoor verbruikt de membraandroger extra perslucht, er gaat meer in, dan uit. Dit wordt spoellucht of purgelucht genoemd. Dit verbruik ligt op plus minus 12%.

Met een membraandroger kan de lucht zeer droog gemaakt worden. Afhankelijk van de ingangsdruk, doorstroming en het drukdauwpunt van de intredende lucht zal de membraandroger zorgen voor een drukdauwpunt verlaging. De mate van verlaging wordt bepaald door de eerder genoemde factoren. Hierdoor kun je bij een membraandroger nooit spreken van een vast te halen drukdauwpunt. In de praktijk zijn gemiddelde drukdauwpunten te halen van -20°C á -25°C mits voorafgaand een koeldroger is toegepast.

Het is noodzakelijk om aan te tekenen dat de membranen zeer kwetsbaar zijn. Wanneer de membranen in aanraking komen met olie zal het membraan verstopt raken. Ook drukstoten uit het persluchtsysteem kunnen ervoor zorgen dat de membranen scheuren. Echter de belangrijkste reden om dit type droger af te raden in een agrarische omgeving is het feit dat de membranen zullen scheuren door aanwezigheid van ammoniak in de lucht.

De vervangingskosten van een membraamdroger zijn 100% doordat de membranen niet uitgewisseld kunnen worden als spare-part. Op termijn zal dit dus zeker veel extra kosten met zich mee brengen.

Ons advies, meem altijd een droger op maat. De juiste werking en standtijd van een droger valt of staat met de juiste filtratie van de intredende lucht.

Dauwpuntmeting

Ons advies is om op de droger altijd een testaansluiting te monteren. Hierdoor kan eenvoudig en snel een dauwpuntmeting worden gedaan.