Rozvody stlačeného vzduchu

Sprievodca: Ako správne navrhnúť a inštalovať rozvody stlačeného vzduchu

Inštalácia potrubných rozvodov stlačeného vzduchu

Rozvod stlačeného vzduchu nemusí riešiť ten, kto má vo svojej dielni či garáži malý kompresor. Avšak v remeselnej dielni či priemyselnej prevádzke je potrebné riešiť rozvod stlačeného vzduchu k spotrebičom vhodnými trubkami a hadicami. Dobre navrhnutý rozvod ušetrí veľa peňazí aj starostí.

Plánovanie a údržba rozvodov stlačeného vzduchu v prevádzke

Návrh rozvodu stlačeného vzduchu

Pri návrhu rozvodu majte na pamäti tieto hľadiská:
  • rýchla montáž
  • nízky tlakový spád medzi miestom výroby a spotreby
  • možnosti prerábok
  • žiadne úniky
  • odolnosť voči korózii
  • minimálne potrebné vybavenie
  • estetický vzhľad
  • modularita
Konštrukčné prvky rozvodov stlačeného vzduchu

Zvážte, ktoré z týchto požiadaviek sú pre vás najdôležitejšie, a podľa toho si zvoľte rozvrhnutie potrubného systému. Rozvod je obvykle v prevádzke viac ako 10 rokov. Ako vidíte na grafe, nebýva počiatočná investícia často tak dôležitá ako náklady na prevádzku.

Na materiáli a vyhotovení potrubného rozvodu stlačeného vzduchu sa nevyplatí šetriť.

Graf pomeru investícií a prevádzkových nákladov potrubného rozvodu

Ako postupovať pri návrhu rozvodu stlačeného vzduchu

Určiť veľkosť potrubia a jeho vedenie je dosť zložité, zvlášť pokiaľ je vzduch vedený k mnohým rôznym spotrebičom. Preto sa mnohokrát vyplatí zveriť návrh rozvodu stlačeného vzduchu konštruktérovi. Ten vypracuje projekt a v ňom nájdete všetky potrebné informácie: materiály, výkresy a kusovník použitého materiálu.
Pokiaľ si chcete navrhnúť rozvod stlačeného vzduchu sami, postupujte podľa nižšie uvedeného postupu.

1. Začnite plánikom svojej prevádzky

Nakreslite si plánik prevádzky s rozmermi priestorov a zakreslite miesta, kde sú umiestnené:

  • kompresory
  • miesta spotreby stlačeného vzduchu
  • prekážky pre vedenie stlačeného vzduchu (stĺpy, konštrukcie, výrobné stroje a pod.)

Jednoduché prevádzky môžete načrtnúť na papier, pre kreslenie zložitejších rozvodov sa oplatí použiť špeciálny konštrukčný softvér.

2. Zvoľte si architektúru – priamu alebo okruhovú

Potrubný rozvod stlačeného vzduchu sa skladá z hlavného, alebo tiež chrbticového vedenia a prípojok k spotrebičom. Hlavné vedenie môžeme riešiť ako:

Priame vedenie: Jednoduchý rozvod s odbočkami – obstarávacie náklady sú nižšie a hodí sa skôr pre malé prevádzky a remeselné dielne.
Okruhové vedenie: Uzavretá slučka – obstarávacie náklady sú obvykle vyššie, a hodí sa do rozsiahlejších prevádzok.
Schéma priameho vedenia rozvodu vzduchu
Okruhové vedenie má tieto výhody:
  • Ľahko si navrhnete aj rozsiahle rozvody s radom priečnych a pozdĺžnych vetiev.
  • Vzduch je možné viesť rúrkami menšieho priemeru.
  • Vzduch prúdi ku každej odbočke z oboch strán.
  • Vzduch sa v okruhu distribuuje rovnomerne aj do vzdialenejších miest odberu.
  • Vetvy potrubia okruhového rozvodu je možné niekoľkokrát prepojiť medzi sebou.
  • Vhodne umiestnené ukončovacie krabice umožnia vyradenie časti rozvodného potrubia z prevádzky a umožnia tak údržbu a opravy bez prerušenia prevádzky strojov a zariadení, napojených na zvyšný úsek potrubia rozvodu stlačeného vzduchu.
Schéma okruhového rozvodu stlačeného vzduchu
  • Keď máte jasno, aká architektúra sa hodí pre vašu prevádzku, zakreslite si do plánika vedenie rúrok vrátane rozmerov jednotlivých vetiev. Do plánika starostlivo zakreslite miesta, ktoré bude musieť potrubie obchádzať (napr. stĺpy). Stanovte rozmery stien haly a dĺžky jednotlivých úsekov potrubia.

3. Určte maximálnu spotrebu – spotrebu najväčšieho odberného miesta

4. Zvoľte typ rozvodu

Podľa tlaku, spotreby a použitia si zvoľte vhodný typ rozvodu. Na rozvod stlačeného vzduchu sa používajú rúrky a hadice z rôznych materiálov a veľmi široká je ponuka spojovacích prvkov, tvaroviek a armatúr. Najpoužívanejšie typy potrubných rozvodov uvádzajú dva prehľady: prehľad typov potrubných systémov a prehľad spojovacích potrubných prvkov.

5. Zvoľte priemer rozvodných rúrok a spojovacích prvkov

Rozmer potrubia a spojovacích prvkov vám pomôžu tabuľky a online kalkulačky na stránkach výrobcov a e-shopov s rozvodmi stlačeného vzduchu. Do týchto tabuliek je potrebné doplniť:

  • Prietok a tlak vzduchu – podľa použitého kompresora.
  • Celkovú dĺžku potrubia – zistíte z plánika svojho rozvodu.
  • Náhradnú dĺžku vedenia – spočítajte armatúry a tvarovky na najdlhšom vedení a pre každú z nich vyhľadajte v tabuľkách náhradnú dĺžku; pripočítajte „náhradnú dĺžku vedenia" k tej skutočnej.
  • Podľa týchto parametrov nájdete odporúčaný rozmer potrubia a tvaroviek pre celkovú vypočítanú dĺžku.

Pre odbočky z chrbticového vedenia k spotrebičom sa používajú hadice. Ich rozmer zistíte podobným spôsobom ako pri chrbticovom rozvode.

Počítajte s tlakovým spádom

Prúdením vzduchu potrubím sa znižuje tlak a ten je potrebné vyrovnať vyšším výkonom kompresora. Preto pri návrhu rozvodu stlačeného vzduchu dbajte na to, aby bol tlakový spád čo najmenší. Najväčší vplyv na výšku tlakového spádu má dĺžka vedenia. Čím je dlhšie, tým je spád väčší. Znížiť ho možno zväčšením priemeru potrubia, čo ale zvyšuje obstarávaciu cenu.

Tlakový spád zväčšuje:

  • príliš malá svetlosť potrubia
  • zmenšovanie svetlosti potrubia v dôsledku korózie
  • drsný povrch rúrok
  • vznik turbulencií v tvarovkách

Tlakový spád sa tiež dá znížiť použitím materiálov s nižším koeficientom trenia.

Tlakový spád a materiál rúrok
Najnižší tlakový spád majú rúrky z hliníka, nasledujú rúrky z plastu a najväčší spád majú rúrky z ocele. Tlakový spád možno znížiť aj vytvorením okruhového chrbticového vedenia.

Straty tlakového vzduchu v hladkej hadici pre rozsah tlakov 1-15 bar si môžete orientačne zistiť v tejto kalkulačke: https://e-konstrukter.cz/technicke-vypocty/162-vypocet-tlakove-ztraty-tlakoveho-vzduchu

Montáž rozvodu tlakového vzduchu

Pri montáži potrubia je potrebné dodržiavať niekoľko zásad:
- Potrubie musí byť prístupné, aby bolo možné skontrolovať tesnosť alebo vykonávať údržbárske zásahy. Neinštalujte rozvodné potrubie do šácht či kanálov, ale na dostupné miesta.
- Potrubie inštalujte so sklonom 1 až 2 % v smere prúdenia, aby skondenzovaná para a nečistoty stekali do najnižšieho miesta. V tomto mieste sa inštaluje zberač kondenzátu s automatickým odpúšťaním.
- Odbočky k spotrebičom umiestňujte vždy na hornej strane potrubia, aby nečistoty neboli strhávané do miesta spotreby.
- Pre odvod kondenzátu a nečistôt inštalujte odbočky na spodnú stranu potrubia.

Aký materiál zvoliť pre rozvod stlačeného vzduchu?

Pre hlavné, chrbticové vedenie je možné navrhnúť potrubie z ocele, plastu či hliníka, výnimočne môžeme siahnuť aj po medených alebo mosadzných rúrkach. Vzduch je vedený k spotrebičom pomocou hadíc (gumových či plastových).

Materiál chrbticového vedenia a jeho vlastnosti

Plastové rúrky (polypropylén, polyamid) sa hodia pre nízke tlaky. Sú ľahšie, majú menší koeficient trenia a nie sú ohrozené koróziou.
Kovové rúrky (oceľ, pozinkovaná oceľ, hliník, mosadz, meď) sa hodia pre vyššie tlaky.
Hliníkové rúrky majú veľmi malý tlakový spád a väčší vnútorný priemer pri rovnakom vonkajšom priemere.

Prípojky k spotrebičom

Gumové hadice sa používajú najmä v prípadoch, kde je vyžadovaná určitá pohyblivosť prívodného potrubia. Sú drahšie a ťažšie sa s nimi manipuluje než s hadicami z plastov.
Hadice z plastov (z polyamidu, polyetylénu, polyuretánu a teflónu) sa ľahko a rýchlo pripájajú a sú lacnejšie.

Prehľad najpoužívanejších typov potrubných systémov

Zváracie alebo spájkované rozvody
Pre dlhodobú prevádzku sa oceľové rúrky spájajú zváraním a mosadzné spájkovaním. Výhodou zváraných spojov je tesnosť a nízke náklady. Nevýhodou je vznik okují, ktoré je nutné z potrubia odstrániť. Zo zvarov navyše môžu odpadávať čiastočky hrdze a znečistiť stlačený vzduch. Preto sa musí používať jednotka na úpravu vzduchu s čističom.
Oceľové zváraná rozvody stlačeného vzduchu
Skrutkované rozvody
Oceľové pozinkované rúrky sú spájané šróbením. Pri týchto spojoch je potrebné dbať na netesnosti a na hrdzavenie v miestach, kde je ochranná vrstva narušená, napr. pri závitoch. Preto aj pri použití skrutkovaných rúrok je nevyhnutné používať jednotky na úpravu vzduchu.
Pozinkované skrutkované potrubné rozvody

Plastové rozvody
Rúrky z plastu je možné zvárať a lepiť alebo spájať rôznymi spojkami a rýchlospojkami. Napríklad rúrky z plastu grilamid PA 12 je možné ľahko spájať nástrčnými spojovacími prvkami Tectite a ďalšími systémami
Rozvody stlačeného vzduchu

Plastové potrubné systémy pre stlačený vzduch
Lisované potrubné rozvody
Lisované rozvody patria dnes k najpoužívanejším, pretože majú mnoho predností:
  • Montáž pomocou lisovacích klieští je oproti spájkovaniu a zváraniu veľmi rýchla.
  • Cena tvaroviek a rúrok je priaznivá.
  • Lisované spoje odolávajú tlaku do 16 bar.
  • Spoje sú dobre utesnené pomocou o-krúžkov.
Lisované nerezové alebo medené rozvody vzduchu
Hliníkové skrutkovacie rozvody
Hliníkové rúry je možné spájať napr. plastovými spojkami systému AIRnet so svetlosťami od 20 do 100 mm (3/4" až 4").
Potrubný systém AIRnet
Hliníkový potrubný systém AIRnet
Spoje AIRnet sú odolné:
  • pracovný tlak 13 bar
  • maximálny podtlak 0,13 bar(abs)
  • pracovná teplota -20/+70 °C
Odolnosť a parametre spojov AIRnet
Hliníkové rúry sú dodávané s dvojitým ohnutím pre vyhotovenie odskoku z hlavného vedenia k stene. Hliníkové rúry AluNET pre maximálny tlak 16 bar a maximálnu teplotu +100 °C s certifikátom SZÚ podľa európskych smerníc PED (Pressure Equipment Directive) a CPR (Construction Product Regulation). Rúry AluNET je možné spájať potrubnými systémami Tectite Air, Schneider (15-28mm), John Guest a Festo. Hliníkové rúrky AluNET pre rozvody vzduchu

Potrubné rozvody z hliníkových profilov

Sico Alu – rozvod z hliníka pre dielne a laboratóriá
  • Rýchla inštalácia – spojky sa nasadzujú do profilu cez o-krúžky
  • Pripojenie k profilu pomocou skrutiek, nie je potrebné špeciálne náradie
Systém Sico Alu pre dielenské rozvody
Systém Prevost AMPS pre výrobné prevádzky
  • Veľmi nízky tlakový spád
  • Perfektná tesnosť, žiadne úniky
  • Úpravy v inštalácii rozvodu je možné robiť pod tlakom
  • Možné spojenie s inými potrubnými systémami.
  • Systém AMPS je vhodný pre stlačený vzduch do 15 bar a hlboké vákuum do 10 mbar(abs) - 99 %.
Profesionálne rozvody Prevost AMPS

Prehľad spojovacích potrubných prvkov

Tabuľka a prehľad spojovacích prvkov pre potrubie stlačeného vzduchu