압축공기 제습원리와 공식

[대한에어컨협회]

계산1) 콤프레샤 주위의 공기온도 32도/상대습도80% 콤프레샤의 공기 흡입량 10[m^3/min] 이면

콤프레샤가 흡입하는 수증기의 총량은?

 

계산) 32도에서의 포화수증기의 량이 표에서 나타난 33.8[g/min]이나 상대습도가 80% 이므로

 33.8[g/m^3] * 80/100  = 27[g/m^3] 이고 콤프레샤의 흡입량이 10[m^3/min] 이므로

27[g/min] * 10[m^3/min] = 270 g/min 이 됩니다..

즉 콤프레샤 작동시 분당 270g의 수증기가 유입됩니다..

 

이렇게 흡입된 수증기는 체적의 변화와 온도의 강하등으로 물(드레인)로 변화하여..

작동체(실린더,공구...)등에 악영향을 끼치므로..제거를 해 주어야 하고 이 기능을

제습장치들이 합니다...

 

탱크에 저장되는 공기의 온도가 40 도 이하로 떨어지기 전에 사용하면 관내에 드레인량이 많아지고

필터와 드라이어의 기능등이 떨어져 쿨러를 전단에 설치합니다..

 

계산2) 압축및 쿨러에서의 드레인 발생량...

에프터쿨러의 공기압은 평균 0.7 [MPa] {7kg/cm^2}  의 기본 냉각온도는 40도 입니다 ..

40도에서의 포화수증기의 량이 표에서 나타난 51.5[g/min]이고 압력이 7kg/cm^2 로 압축되어진 상태이므로

 

5.15 * (0.1013 /0.7 + 0.1013) = 약: 6.5 [g/m^3] 이 됩니다..

 

즉 처음에 콤프레샤로 흡입되는 수증기의량 27[g/m^3] 에서 6.5 [g/m^3]이 남고 나머지는 물로 변합니다..

나머지 물의량은

27[g/m^3] - 6.5 [g/m^3] = 20.5g/m^3  ------> 그리고 여기에 분당공기량을 곱하면..20.5g/m^3 * 10[m^3/min]= 205g/min

 

전체 흡입 수증기의 량중 1차 체적의 부피에 변화에 따른 수증기의 량과 쿨러에 의한 온도강하에 의한 드레인의 량은

205g/min이 되고  전체 흡입 수증기의 량 205 g/min / 270 g/min * 100 = 76% 가 됩니다..

즉 쿨러까지의 드레인 발생률이 76%가 됩니다.

 

문제3) 배관내에서의 드레인 발생량

쿨러에서의 온도40도가 배관을 타고 콤프레샤 흡입당시의 주위온도 32 도까지 관속의 온도가 하강할때(노점의 하강)..

배관내에서의 드레인 발생량은  32도에서의 포화수증기의 량이 표에서 나타난 33.8[g/min]이고

이를 대기압으로 환산하면...33.8 * (0.1013 /0.7 + 0.1013) = 약 4.3g/m^3 이 됩니다..

 

쿨러직후 배관초입에서의 공기속에6.5 [g/m^3]의 공기는 주위온도가 32 도 로 내려가면서

4.3g/m^3의 만 남고 나머지 6.5 [g/m^3] - 4.3 [g/m^3 ]= 2.2[g/m^3] 가 되고

2.2[g/m^3] * 10[m^3/min]= 22 g/min의 드레인으로 변합니다..

 

여기까지의 전체 드레인 발생률은 (205 g/min + 22 g/min) /270 * 100 = 약 84% 가 됩니다..

 

계산3) 드라이어에서의 드레인 제거률...

32도의 공기압 온도,7kg/cm^2 를 4도 까지 냉각시키면  데기압 이슬점 -22도에서의 포화수증기량은 0.909[g/m^3]이며

문제3) 에서 관속의 수증기 잔량 4.3 [g/m^3 ] 에서 이슬점 -22도에서의 포화수증기량은 0.909[g/m^3] 을 빼면

4.3 [g/m^3 ]- 0.909[g/m^3] =3.391 [g/m^3] 이 되고..3.391 [g/m^3]*10[m^3/min]= 약 34 g/min 의 수증기가

드레인으로 발생합니다...

여기까지의 전체 드레인 발생률은 (227 g/min + 34 g/min) /270 * 100 = 96.7% 가 됩니다..

 

냉동식 드라이어를 나온 공기는 대기압 이슬점 온도가 -22도까지 냉각되어 있으므로 주위온도나 단열팽창등에 의해-22도 이하로

냉각되지 않는한 드레인의 발생은 일어나지 않는다..

 

 

(노점: 일정한 압력하의 공기의 온도가 내려가면 공기중의 포함되어 있는 수증기는 포화상태가 되고,

응축하여 물방울이 생기기 시작한다. 이때의 온도를 노점이라고 한다.노점에는 대기압 노점과 압력하

노점이 있는데 전자는 대기압 하에서의 수분응축 온도이고,후자는 어떤 압력하에서의 수분응축 온도이다.

예로 7kg/cm^2의 압력하에서의 압력하 노점이 4도일때 대기압 노점은 -22도이다(그림 1 도표)..

이는 다시말해 7kg/cm^2에서 4도까지 냉각된 공기는 압력을 낯추어 일반 대기(주위)압까지 도달하면

-22도까지 수분이 응축되지 않는다..)