Stisnjen zrak je običajen zrak, ki je bil stisnjen na tlak višji od atmosferskega tlaka. Shrani energijo, ki se lahko uporabi za delo, ko se tlak sprosti. V industriji je v bistvu četrti osnovni energent za vodo, plinom in elektriko.

Zgodovina in razvoj

V industriji se je uporaba stisnjenega zraka razvila v 19. stoletju, z namenom prenosa moči po ceveh.Zarazliko odpare stisnjen zrak lahko vodimo po ceveh z velikimi razdaljami, brez izgube tlaka zaradi kondenzacije.Ena zgodnejših uporab stisnjenega zraka v Evropi je bila pri gradnji železniškega predora Fréjus med Italijo in Francijo. Pnevmatski vrtalniki so močno povečali učinkovitost vrtanja predora v primerjavi s svojimi predhodniki ročnimi vrtalnimi stroji in tako poleg povečanja učinkovitosti prispevali tudi k skrajšanemu času gradnje. Dandanes se stisnjen zrak uporablja za prenos energije v industrijskih procesih,za delovanje orodij, kot so zračna kladiva, vrtalniki, ključi in druga, pa tudi za razprševanje barve, za upravljanje zračnih jeklenk za avtomatizacijo. Izven industrije se lahko uporablja tudi za pogon oz. zaviranje vozil. Na primer železniški vlakiuporabljajo zavora na stisnjen zrak, saj so tako učinkovitejši n varnejši za obratovanje. Zavore na stisnjen zrak najdemo tudi na velikih avtocestnih vozilih.Kljub temu,da je stisnjen zrak najdražji energent,je v industriji široko uporabljen. Po uporabnosti je na četrtemmestu, takoj za elektriko, zemeljskim plinom ter vodo.

Stisnjen zrak in kompresorji

Stisnjen zrak je povsem enak zraku, ki ga dihamo, samo stisnjen je na manjšo velikost in shranjen pod pritiskom. Ko vzamemo atmosferski zrak in ga fizično prisilimo v manjši volumen, molekule zavzamejo manj prostora in je tako zrak stisnjen.Po sestavi sta povsem enaka in sestavljena iz 78% dušika, 20-21% kisika ter 1-2% vodne pare, ogljikovega dioksida in drugih plinov. Zrak stisnemo v dveh enostavnih korakihKorak 1: Zrak se ujame v jeklenko, rezervoar ali podobno posodo.Korak 2: Prostor v tej posodi postane manjši, kar prisili molekule zraka, da se zbližajo. Stiskanje zraka si najlažje predstavljamo s batnim kompresorjem, kjer bat dobesedno potiska zrak navzdol po valj

Sistem stisnjenega zraka

Sistem stisnjenega zraka je sestavljen iz številnih podsistemov ter komponent. Razdelimo jih lahko na tri dele, proizvodna stran, distribucijska stran in stran povpraševanja.

Proizvodna ali dobavna stran sistema vključuje komponente za proizvodnjo, obdelavo in shranjevanje stisnjenega zraka (ne smemo mešati s proizvodnjo za katero se uporablja stisnjen zrak). Kompresorji, sušilniki, krmilni in merilni sistemi, tlačne posode, filtri, ločevalniki olja in vode. Glavni cilj je zagotavljanje čistega in suhega zraka s stabilnim pretokom pri ustreznem tlaku.

Distribucijska stran sistema vključuje komponente za transport stisnjenega zraka, kot so cevovodi, ventili, regulatorji pretoka. Lahko vsebuje tudi sekundarno skladiščenje zraka. Glavni cilj je zagotavljanje nemotene dobave zraka do končnih porabnikov.

Stran povpraševanja vključuje opremo za končno porabo zraka. Distribucijski cevovodi, regulatorji tlaka, pripravne grupe, ventili, pnevmatsko orodje, končni porabniki zraka. Cilj strani povpraševanja je zmanjšati razlike v tlaku, zmanjšanje puščanja ter uporabljati zrak za ustrezne namene.

Merjenje stisnjenega zraka

Čeprav je stisnjen zrak kvaliteten in drag vir energije, običajno poraba stisnjenegazraka ali energije nista beležena. Merjenje in beleženje porabe pa je ključno za optimizacijo stroškov in porabe energije na področju stisnjenega zraka.

Merjenje tlaka nam zagotavlja podatkovno osnovo za oceno pravilnegatlaka za distribucijopo sistemu,ter tudi zakontroliranje in reguliranje kompresorjev. Preden je sistem za stisnjen zrakdimenzioniran ali optimiziran, mora biti izmerjen volumen pretoka. Če je potrebno zagotoviti še posebej visok kvaliteto stisnjenega zraka, zagotavljajo ustrezne meritve osnovo za zagotovitev kakovosti stisnjenega zraka kot tudi za optimizacijo obdelave stisnjenega zraka.

Ločimo dva glavna tipa meritev stisnjenega zraka, ocena sistema ter analiza sistema

Ocena sistema vsebuje ogled celotnega sistema, pogovor z skrbniki sistema ter odkrivanje puščanja zraka. To je preprost način za razumevanje učinkovitosti in zanesljivosti sistema, saj je glavni namen pridobiti splošno sliko o delovanju sistema in predlagati manjše in hitre prilagoditve za povečanje učinkovitosti.

Analiza sistema je veliko bolj temeljit in poglobljen pregled sistema stisnjenega zraka. Izvaja se energetske meritve proizvodnje in porabe zraka s pomočjo merjenja moči, tlaka, pretoka, točke rosišča temperatur ter drugih specifičnih količin. Te meritve se izvaja tekom daljšega obdobja za prikaz dinamike sistema v vseh ciklih delovanja. Če odkrivanje puščanja ni bilo vključeno v oceno, se ga vključi v sklop analize. Rezultati takšnih revizij zagotavljajo dobro razumevanje dejanske porabe stisnjenega zraka, prepoznajo morebitne anomalije stisnjenega zraka in pomagajo prepoznati načine za izboljšanje splošne učinkovitosti sistema.

Puščanje komprimiranega zraka

S puščanjem zraka se srečujemo prav v vseh sistemih s komprimiranimzrakom. Puščanje je neizogibno inbrez sanacije lahko vpliva na kakovost proizvodnje, ter posledično izdelkov. Puščanje zraka spada pod umetno porabo zraka, saj ni uporabljen za opravljanje dela. Glavni problem je je neinformiranostzaposlenih ter vodstva o ceni stisnjenega zraka, saj se ga v večini primerov, spremlja veliko slabše, kot ostale energente. Puščanje se pojavlja v večini ve več kot 20% meri celotne porabe zraka.