16. Was ist der Taupunktwert?
Antwort: Nach der Verdichtung feuchter Luft steigt die Dichte des Wasserdampfs, und auch die Temperatur steigt. Kühlt die Druckluft ab, nimmt die relative Feuchte zu. Sinkt die Temperatur weiter auf 100 % relative Feuchte, schlagen Wassertropfen aus der Druckluft aus. Die Temperatur zu diesem Zeitpunkt ist der „Taupunktwert“ der Druckluft.
17. Wie hängt der Taupunktwert mit dem Taupunkt bei Normaldruck zusammen?
Antwort: Der Zusammenhang zwischen Taupunktwert und Taupunkt bei Normaldruck hängt vom Druckverhältnis ab. Bei gleichem Taupunktwert ist der zugehörige Taupunkt bei Normaldruck umso niedriger, je größer das Druckverhältnis ist. Beispiel: Ein Taupunktwert von 2°C bei 0,7MPa entspricht -23°C bei Normaldruck. Steigt der Druck auf 1,0MPa bei gleichem Taupunktwert von 2°C, sinkt der zugehörige Taupunkt bei Normaldruck auf -28°C.
18. Mit welchem Messgerät wird der Taupunkt der Druckluft gemessen?
Antwort: Die Einheit des Taupunkts ist zwar Celsius (°C), sein Inhalt ist jedoch der Wassergehalt der Druckluft. Die Taupunktmessung ist also tatsächlich eine Messung des Feuchtegehalts der Luft. Für die Taupunktmessung von Druckluft gibt es viele Geräte, etwa „Spiegel-Taupunktsensoren“ mit Stickstoff oder Ether als Kältequelle, „elektrolytische Hygrometer“ mit Phosphorpentoxid oder Lithiumchlorid als Elektrolyt usw. Derzeit werden in der Industrie überwiegend spezielle Gas-Taupunktmessgeräte eingesetzt, etwa das britische SHAW-Taupunktmessgerät, das bis -80°C messen kann.
19. Worauf ist bei der Taupunktmessung von Druckluft mit einem Taupunktmessgerät zu achten?
Antwort: Bei der Messung des Lufttaupunkts mit einem Taupunktmessgerät ist – besonders bei extrem geringem Wassergehalt der gemessenen Luft – äußerst sorgfältig und geduldig vorzugehen. Gasentnahmeeinrichtungen und Verbindungsleitungen müssen trocken sein (zumindest trockener als das zu messende Gas), die Leitungsverbindungen müssen vollständig dicht sein, der Gasdurchfluss ist gemäß den Vorgaben zu wählen, und es ist eine ausreichend lange Vorlaufzeit nötig. Bei Nachlässigkeit entstehen große Fehler. Die Praxis zeigt, dass bei der Messung des Taupunkts von mit einem Kältetrockner aufbereiteter Druckluft mit einem „Feuchteanalysator“ auf Basis von Phosphorpentoxid als Elektrolyt die Abweichung sehr groß ist. Ursache ist die sekundäre Elektrolyse, die von der Druckluft während der Messung erzeugt wird und den Messwert höher erscheinen lässt, als er tatsächlich ist. Daher sollte dieser Gerätetyp bei der Taupunktmessung von Druckluft, die mit einem Kältetrockner aufbereitet wurde, nicht verwendet werden.
20. An welcher Stelle des Trockners ist der Taupunktwert der Druckluft zu messen?
Antwort: Bei der Messung des Taupunkts der Druckluft mit einem Taupunktmessgerät sollte die Entnahmestelle in der Auslassleitung des Trockners liegen, und das Probengas darf keine flüssigen Wassertropfen enthalten. An anderen Entnahmestellen gemessene Taupunkte weisen Fehler auf.
21. Kann die Verdampfungstemperatur anstelle des Taupunkts verwendet werden?
Antwort: Beim Kältetrockner kann der abgelesene Wert der Verdampfungstemperatur (des Verdampfungsdrucks) den Taupunktwert der Druckluft nicht ersetzen. Der Grund: Im Verdampfer mit begrenzter Wärmetauscherfläche besteht während des Wärmetauschs ein nicht vernachlässigbarer Temperaturunterschied zwischen der Druckluft und der Verdampfungstemperatur des Kältemittels (mitunter bis 4~6°C); die Temperatur, auf die die Druckluft abgekühlt werden kann, liegt stets über der Verdampfungstemperatur des Kältemittels. Die Abscheideleistung des „Gas-Wasser-Abscheiders“ zwischen Verdampfer und Vorkühler kann nicht 100 % betragen. Ein Teil der nicht vollständig abgeschiedenen feinen Wassertropfen gelangt immer mit dem Luftstrom in den Vorkühler und „verdampft dort erneut“ zu Wasserdampf, wodurch der Wassergehalt der Druckluft steigt und der Taupunkt ansteigt. In diesem Fall ist die gemessene Verdampfungstemperatur des Kältemittels also stets niedriger als der tatsächliche Taupunktwert der Druckluft.
22. Unter welchen Umständen kann die Temperaturmessung anstelle des Taupunkts genutzt werden?
Antwort: Das diskontinuierliche Entnehmen und Messen des Taupunkts mit einem SHAW-Taupunktmessgerät ist im Industriebetrieb recht umständlich, und die Messergebnisse werden häufig durch unvollständige Messbedingungen beeinträchtigt. Bei weniger strengen Anforderungen wird daher oft ein Thermometer genutzt, um den Taupunktwert der Druckluft näherungsweise zu bestimmen.
Die theoretische Grundlage der Taupunktmessung mit einem Thermometer lautet: Wird die Druckluft im Verdampfer zwangsgekühlt und gelangt sie über den Gas-Wasser-Abscheider weiter, und wird das mitgeführte Kondensat im Gas-Wasser-Abscheider vollständig abgeschieden, so ist die dann gemessene Temperatur der Druckluft ihr Taupunktwert. Tatsächlich erreicht die Abscheideleistung des Gas-Wasser-Abscheiders zwar nicht 100 %, doch unter der Voraussetzung, dass das Kondensat von Vorkühler und Verdampfer gut abgeführt wird, macht das in den Gas-Wasser-Abscheider gelangende und dort abzuscheidende Kondensat nur einen sehr kleinen Anteil am gesamten Kondensatanfall aus. Daher ist der Fehler dieser Messmethode nicht sehr groß.
Bei dieser Messung des Taupunkts der Druckluft ist die Temperaturmessstelle am Ende des Verdampfers des Kältetrockners oder im Gas-Wasser-Abscheider zu wählen, weil die Temperatur der Druckluft dort am niedrigsten ist.
23. Welche Verfahren zur Drucklufttrocknung gibt es?
Antwort: Druckluft kann Wasserdampf durch Verdichtung, Abkühlung, Adsorption und andere Verfahren entziehen; flüssiges Wasser lässt sich durch Erwärmen, Filtration, mechanische Abscheidung und andere Verfahren entfernen.
Der Kältetrockner ist ein Gerät, das die Druckluft abkühlt, um den darin enthaltenen Wasserdampf zu entfernen und vergleichsweise trockene Druckluft zu gewinnen. Auch der Nachkühler des Kompressors nutzt die Kühlung, um den enthaltenen Wasserdampf zu entfernen. Adsorptionstrockner nutzen das Prinzip der Adsorption, um den in der Druckluft enthaltenen Wasserdampf zu entfernen.
24. Was ist Druckluft? Welche Eigenschaften hat sie?
Antwort: Luft ist kompressibel. Die Luft, deren Volumen durch mechanische Arbeit des Kompressors verringert und deren Druck erhöht wird, bezeichnet man als Druckluft.
Druckluft ist eine wichtige Energiequelle. Im Vergleich zu anderen Energieträgern weist sie folgende deutliche Eigenschaften auf: klar und transparent, leicht zu transportieren, ohne besondere schädliche Eigenschaften, ohne oder mit geringer Umweltbelastung, niedrige Temperatur, keine Brandgefahr, unempfindlich gegen Überlast, einsetzbar in vielen widrigen Umgebungen, leicht verfügbar und unerschöpflich.
25. Welche Verunreinigungen enthält Druckluft?
Antwort: Die aus dem Kompressor austretende Druckluft enthält viele Verunreinigungen: ① Wasser, einschließlich Wassertröpfchen, Wasserdampf und Kondenswasser; ② Öl, einschließlich Ölflecken und Öldampf; ③ verschiedene Feststoffe wie Rostschlamm, Metallpulver, Gummiabrieb, Teerpartikel, Filtermaterialien, Abrieb von Dichtungsmaterialien usw., außerdem verschiedene schädliche chemische Geruchsstoffe.
26. Was ist ein Druckluftquellen-System? Aus welchen Komponenten besteht es?
Antwort: Das System aus Anlagen, die Druckluft erzeugen, aufbereiten und speichern, bezeichnet man als Druckluftquellen-System. Ein typisches Druckluftquellen-System besteht in der Regel aus folgenden Komponenten: Kompressor, Nachkühler, Filter (einschließlich Vorfilter, Öl-Wasser-Abscheider, Leitungsfilter, Ölabscheidefilter, Desodorierungsfilter, Sterilisationsfilter usw.), druckstabilisierender Druckluftbehälter, Trockner (Kälte- oder Adsorptionstrockner), automatischer Kondensatableiter und Schmutzauslass, Druckluftleitungen, Leitungsarmaturen, Messgeräte usw. Die genannten Anlagen werden je nach den unterschiedlichen Anforderungen des Prozesses zu einem vollständigen Druckluftquellen-System kombiniert.
27. Welche Gefahren gehen von Verunreinigungen in der Druckluft aus?
Antwort: Die vom Kompressor abgegebene Druckluft enthält viele schädliche Verunreinigungen; die wichtigsten sind Feststoffpartikel, Feuchtigkeit und Öl in der Luft.
Verdampftes Schmieröl bildet organische Säuren, die Anlagen korrodieren, Gummi, Kunststoff und Dichtungsmaterialien zersetzen, kleine Bohrungen verstopfen, Ventile fehlfunktionieren lassen und Produkte verunreinigen.
Die gesättigte Feuchtigkeit in der Druckluft kondensiert unter bestimmten Bedingungen zu Wasser und sammelt sich an einzelnen Stellen des Systems. Diese Feuchtigkeit wirkt rostend auf Bauteile und Leitungen, lässt bewegliche Teile festklemmen oder verschleißen und führt zu Fehlfunktionen und Leckagen pneumatischer Komponenten; in kalten Regionen kann gefrierende Feuchtigkeit Leitungen einfrieren lassen oder zum Reißen bringen.
Verunreinigungen wie Staub in der Druckluft verschleißen die relativ zueinander bewegten Flächen in Zylinder, Druckluftmotor und Wegeventil und verkürzen die Lebensdauer des Systems.
