Przy planowaniu stacji sprężonego powietrza należy bezwzględnie uwzględnić pożądaną lub wymaganą jakość sprężonego powietrza, choćby ze względu na bezpieczeństwo procesu. A jest to zasadniczo kwestia wody, oleju i pyłu. Znając wzajemne powiązania, można łatwo połączyć ze sobą następujące czynniki:

  • efektywność, 
  • redukcję kosztów, 
  • przyjazność dla środowiska, 
  • zrównoważony rozwój,
  • rentowność w przyszłości.

Wymagania dotyczące jakości sprężonego powietrza zależą od zastosowania i branży

O tym, jakiej jakości sprężone powietrze musi być zapewnione, decyduje jego zastosowanie. Miarą jakości jest zawartość zanieczyszczeń w sprężonym powietrzu: 

  • woda, 
  • olej,
  • cząstki stałe. 

Norma ISO 8573-1 definiuje odpowiednie klasy jakości sprężonego powietrza ze względu na:

  • zawartość wilgoci – ciśnieniowy punkt rosy,
  • gęstość i wielkość cząstek,
  • zawartość oleju.

To, jakie wartości sprężone powietrze może „tolerować” lub jakie są dopuszczalne, różni się w zależności od branż oraz zastosowania. Jakość sprężonego powietrza wyrażana jest za pomocą cyfr w schemacie X:Y:Z, gdzie

X – stężenie cząstek,

Y – wilgoć resztkowa,

Z – resztkowa zawartość oleju.

Przykładowo, proces lakierowania, w użyciu pistoletów lakierniczych, wymaga powietrza o 1 klasie zawartości cząstek i oleju.

Proces planowania instalacji sprężonego powietrza

Wartości tolerancji są szczególnie istotne w przypadku, gdy sprężone powietrze ma kontakt z wytwarzanym produktem. Obowiązują wtedy bardzo surowe wymagania. W każdym przypadku użytkownik określa klasę, której wymaga przy planowaniu, a następnie projektuje się odpowiednio system sprężonego powietrza

Warto wiedzieć: Powyżej pewnej zawartości i rozmiaru obce cząstki mogą zakłócać produkcję, zmniejszać wydajność, pogarszać jakość i/lub zwiększać koszty operacyjne. Dlatego sprężone powietrze musi być zawsze uzdatniane przed podaniem go odbiorcom – maszynom, które pracują ze sprężonym powietrzem.

Osuszacze, filtry i separatory olejowo-wodne zapewniają wymaganą jakość sprężonego powietrza

Sprężone powietrze wytwarzane przez sprężarkę zawsze zawiera mniej lub więcej zanieczyszczeń w postaci wilgoci, oleju, aerozoli lub cząstek pyłu. Z jednej strony zasysane powietrze nigdy nie jest stuprocentowo czyste. Z drugiej strony, konstrukcja sprężarki może spowodować wprowadzenie oleju do sprężonego powietrza, który następnie musi zostać ponownie usunięty. Tak jest na przykład w przypadku sprężarek smarowanych olejem, które potrzebują oleju do procesu sprężania. 

W celu usunięcia wszystkich zanieczyszczeń zgodnie z wymaganą jakością sprężonego powietrza, do sprężarki podłączone są różne elementy tzw. uzdatniania sprężonego powietrza, które stanowią część starannie zaplanowanej stacji sprężonego powietrza. Najważniejsze urządzenia to chłodnice końcowe, osuszacze (zwłaszcza osuszacze chłodnicze i adsorpcyjne), filtry (zgrubne i dokładne, filtry z węglem aktywnym) oraz separator oleju i wody wraz z odwadniaczem kondensatu.

Obecnie dostępne są sprężarki, które zawierają już wbudowane osuszacze chłodnicze lub adsorpcyjne. Zmniejsza to powierzchnię zajmowaną przez urządzenie, zmniejsza nakłady na planowanie i instalację. 

Przykład efektywności energetycznej: różne osuszacze i układy sterowania w lecie i w zimie optymalizują bilans energetyczny

Istotny przykład dla planowania: każde przygotowanie sprężonego powietrza rozpoczyna się od zapobiegania obecności wody i kondensacji wilgoci w systemie rurociągów: na przykład rury znajdujące się na zewnątrz nie mogą zamarzać od wewnątrz, a sprężone powietrze nie może przenosić wilgoci do armatury i maszyn. Sprężone powietrze jest zatem osuszane w celu obniżenia ciśnieniowego punktu rosy

Punkt rosy to temperatura, w której wilgoć zawarta w sprężonym powietrzu uległaby skropleniu. Kondensat jest zbierany, oddzielany i utylizowany. Ponieważ temperatura zewnętrzna w naszych szerokościach geograficznych nie spada poniżej punktu zamarzania w miesiącach letnich – zwykle od początku/połowy maja do września – niektórzy operatorzy stosują różne osuszacze i ustawienia dla pracy letniej i zimowej. Podczas gdy osuszacz chłodniczy, który osiąga ciśnieniowy punkt rosy +3°C, jest wystarczający do pracy w lecie, osuszacz adsorpcyjny, który może osiągnąć ciśnieniowy punkt rosy do -70 °C, może być stosowany w chłodniejszych miesiącach. Objaśnienia dotyczące osuszaczy, filtrów, chłodnic końcowych oraz separatorów oleju i wody można znaleźć w tym artykule.