Подсчёт количества конденсата в компрессоре стоматологической установки

Для того чтоб высчитать какое количества конденсата образуется в компрессоре нужно знать следующие параметры:

Влажность воздуха;
Температура в помещении;
Температура на улице;
Расход воздуха стоматологической установкой;
Производительность компрессора;
Давление в ресивере компрессора.

Теперь перейдём к расчётам. В первую очередь нам нужно пересчитать влажность в помещении в зависимости от влажности и температуры воздуха на улице. В среднем по Москве влажность составляется 70-80%. При температуре на улице 25-26ºC, такая же влажность будет в помещении. При температуре более низкой необходимо будет пересчитать влажность в помещении, для этого находим в таблице значение соответствующее содержанию 100% влажности для интересующей нас температуры. Например, при температуре 5ºC и влажности 80% абсолютное содержание воды в воздухе составит:

6,802г/м³* 80% / 100% = 5,4416г/м³

Такое содержание воды при температуре 25ºC соответствует влажности

5,4416г * 100% / 23,07г = 23,6%

Где 23,07 г содержание воды в 1м³ воздуха со 100% влажностью (взято из таблицы). В принципе влажность в помещении можно не высчитывать, главное посчитать какое количество воды содержится в воздухе. Мы определили что при влажности 80% и температуре воздуха на улице 5ºC содержание воды в 1м³ составляет 5,4416 г. При работе турбинной установки в течение 50% рабочего времени (6 часов в день) расход воздуха составит примерно (исходя из расчёта 40 л/мин, т.е. без слюноотсоса и пылесоса):

 6ч * 60мин * 40л * 4бар / 1000л = 57,6м³

Так как в ресивере давление порядка 8 бар, то объём воздуха уменьшится в 8 раз, таким образов содержание воды на объём увеличится в 8 раз. Пересчитаем какое максимальное содержание воды должно быть в норме (если влажность 100%) при уменьшении объёма в 8 раз:

 23,07 * 57,6м³ / 8 = 166,104г

Где 23,07г это содержание воды в 1м³ при температуре 25°С и влажности 100%, 57,6м³ — объём затрачиваемого воздуха в течение рабочего дня, 8 давление воздуха. А в нашем случае содержание воды:

 5,4416г/м³ * 57,6м³ = 313,44г

Теперь вычтем из того что есть по факту и того что должно быть, разница превратится в конденсат:

 313,44г - 166,104г = 147,336г

За сутки в ресивере будет собираться 147,336 г конденсата при указанных параметрах. Если температура на улице ниже, то конденсата будет меньше, выше — больше. Влажность на улице будет меньше, то конденсата будет меньше, выше — больше.

Количество конденсата можно уменьшить:

Уменьшив влажность воздуха (осушители);
Уменьшив давление в ресивере;
Уменьшив потребление воздуха;
Увеличив температуру ресивера;

Также необходимо учитывать небольшую погрешность расчётов из-за того, что чаще в помещении содержание воды в воздухе выше, чем на улице (за исключением когда туман и дождь на улице), так как человек испаряет определённое количество воды (больше при дыхании). Если температура на улице упадёт до -20ºC, то при 80% влажности содержание воды будет:

 0,8835 * 80% / 100% = 0,708г/м³ * 57,6м³= 40,7г

В этом случае конденсат не образуется. Также нужно учитывать что не всегда давление в ресивере будет 8 бар. Здесь уже большое значение имеет производительность компрессора, т .е. чем выше будет производительность, тем большее время будет в ресивере давление 8 бар и тем ближе будут значения содержания конденсата к тому количеству, которые мы высчитали. Таким образом если производительность компрессора будет 40 л/мин, то можно считать среднее давление ресивера 4 бар, в этом случае количество воды на кубометр будет составлять:

23,07 * 57,6м³ / 4 = 332,208г > 313,44г

Где 23,07 г это содержание воды в 1м³ при температуре 25°С и влажности 100%, 57,6м³ — объём затрачиваемого воздуха в течение рабочего дня, 4 — давление воздуха, 332,208 г — максимально возможное содержание воды в воздухе при 100% влажности, 313,44 г — реальное содержание воды в воздухе при влажности 80% и температуре воздуха 5°С. В этом случае конденсат не должен образоваться.

Теперь посчитаем образуется ли конденсат в шланге, подключающем ресивер компрессора к стоматологической установке. Так как из-за высокого давления (8 бар) образуется конденсат и влажность уменьшается, то при уменьшении давления с 8 бар до 4 бар в шланге влажность воздуха составит 50%, и если даже температуре шланга будет на 5ºC ниже, чем температура воздуха (25ºC), то влажность всё равно не дойдёт до 100%

23,07г/м³ * 50% / 17,31г/м³= 66,6%

Где 23,07г это содержание воды в 1м³ при температуре 25°С и влажности 100%, 17,31г/м³ — содержание воды в 1м³ при температуре 20°С и влажности 100%. На эти параметры влияет температура ресивера, т.е. вентиляция компрессорной установки, температура шланга (место где он проходит), охлаждение воздуха при расширении.

Нужно учесть ещё один момент. Дело в том что у воздуха есть давление и оно 1 атм (1 бар). Поэтому если барометр показывает 1 бар, значит на самом деле там 2 бар, так как атмосферное давление уменьшает показания барометра на 1 атм. Т.е. если измерить давление в вакууме, то показания будут верными. Поэтому фактически давление 8 атм на табло барометра означает 9 атм, а 1 атм 2 атм (если поместить аппарат в вакуум). Поэтому если ваш компрессор находит на 2000-3000 м выше уровня моря (в горах), то показания барометром тех же 8 атм уже не будут соответствовать 9 атм, а будут меньше.

Вывод

Таким образом благодаря применению высокопроизводительных компрессоров с большим ресивером можно достаточно осушить воздух, накапливая конденсат в ресивере, тем самым препятствуя образованию конденсата в шланге и стоматологической установке. Чем выше будет давление в ресивере, тем более сухим станет воздух, и тем больше конденсата соберётся в ресивере.