سیستم هوای فشرده و استانداردهای طراحی آن

سیستم هوای فشرده نوعی از انرژی می‌باشد که برای عملکرد ماشین آلات و یا مصارف پروسسی (Process) استفاده می‌شود. هوای فشرده در اغلب صنایع و خصوصاً در جایی که استفاده از نیروی الکتریکی محدود می‌باشد و یا مناطق پرخطر (Hazardous) مورد استفاده فراوان قرار می‌گیرد.

شکل زیر نموداری از تبدیل هوای اتمسفر به هوای فشرده را نشان می‌دهد:

همانطور که در تصویر فوق مشخص است در فرآیند فشرده سازی هوا و پس از آن خنک نمودن هوای فشرده، رطوبت و گرمای موجود در هوای فشرده آزاد شده و به محیط اطراف منتقل می‌شود.

بازیافت حرارت تولید شده توسط کمپرسور و استفاده از آن در سایر فرآیندها نظیر گرمایش هوا یا آب می‌تواند معیاری از سنجش راندمان باشد.

در کنار حرارت تولید شده، بسته به شرایط عملکرد کمپرسور، رطوبت فراوانی که در هوای فشرده تولید می‌شود را نیز باید مدنظر قرار داد چرا که می‌تواند مشکلاتی نظیر خوردگی و یا آسیب رساندن به تجهیزات پایین دست (Down Stream) را منجر شود.

شامل کمپرسور، تجهیزات فیلتراسیون هوا و مخازن هوا می‌باشد. فعالیت صحیح این بخش و رعایت استانداردهای لازم موجب تولید هوای فشرده‌ای تمیز، خشک و با فشار یکنواخت جهت بخش مصرف کننده (Demand) می‌‎شود که از لحاظ هزینه‌ای بسیار مقرون به صرفه می‌باشد.

تجهیزات اصلی زیرمجموعه بخش تولید کننده هوای فشرده معمولاً شامل فیلترهای مکش، کمپرسور، خنک کننده نهایی (After Cooler)، الکتروموتور، تجهیزات کنترلی و تجهیزات پایین دست نظیر فیلتراسیون و درایر می­باشد.

سیستم کنترلی به تولید هوای فشرده با فشار یکنواخت کمک می‌کند. فیلترهای هوا و درایر در جداسازی رطوبت، روغن و سایر آلودگی‌ها از هوای فشرده استفاده می‌شوند. مخازن هوا که به دوصورت Wet و Dry می باشند نیز می‌توانند به بهبود راندمان و ثبات سیستم کمک کنند. رطوبت هوای فشرده نیز بصورت دستی یا اتوماتیک از Drain‌ها خارج می‌شود.

شامل لوله کشی توزیع هوای فشرده، مخازن پایین دست و مصرف کننده‌‎های نهایی می‌باشد. طراحی سیستم مصرف کننده مطابق استاندارد موجب کاهش افت فشار، کاهش هدر رفتن هوای فشرده از محل نشتی یا Drain‌ها شده و منجر به بهره‌وری مناسب از هوای فشرده می‌گردد.

لوله‌کشی توزیع هوا، هوای فشرده را به مصرف کننده‌ها هدایت می‌کند و مخازن هوا در محل مصرف کننده به ثبات هوای فشرده کمک می‌کند.

در شکل زیر نمای ساده‌ای از چیدمان و ارتباط تجهیزات تولید کننده (Supply) و مصرف کننده (Demand) را نشان می‌دهد.

طراحی و تهیه تجهیزات هوای فشرده‌ای که دارای بیشترین راندمان هستند در یک سیستم هوای فشرده بسیار حائز اهمیت است. همواره توصیه بر این است که انتخاب تجهیرات باتوجه به طول عمر مفید و هزینه آن در این مدت انتخاب شود نه بر اساس هزینه اولیه خرید طبیعی است تجهیزاتی با هزینه اول بیشتری قابل تهیه هستند ولی طول عمر مفید آنها در مقایسه با تجهیزاتی با قیمت اولیه کمتر، بسیار بیشتر می‌باشد. لذا همواره باید هزینه‌های تولید و تعمیرات جهت حصول به سیستم بهینه لحاظ گردد.

بهبود شرایط سیستم هوای فشرده و تعمیرات آن در هر دو بخش تأمین کننده (Supply) و مصرف کننده (Demand) باید در نظر گرفته شود.

مدیریت صحیح یک سیستم هوای فشرده نه تنها موجب صرفه‌جویی در مصرف انرژی الکتریکی می‌شود بلکه باعث کاهش مدت زمان توقف ماشین‌آلات در اثر توقف تجهیزات بالادست (Up Stream)، افزایش تولید، کاهش هزینه‌های تعمیرات و بهبود کیفیت محصول نهایی می‌شود.

بازده مفید، محصول انتخاب تجهیزات با ظرفیت صحیح، عملکرد سیستم هوای فشرده در حداقل فشار مورد نیاز، خاموش کردن تجهیزات غیر ضروری و مدیریت مناسب سیستم کنترل تجهیزات می‌باشد. علاوه بر این جلوگیری از نشتی هوا که یکی از مهم‌ترین عوامل ایجاد افت در هوای فشرده می‌باشد نیز موجب کاهش هزینه می‌شود.