Dew point Nhiệt độ điểm sương khí nén

Để thể hiện độ khô của khí nén trong công nghiệp người ta biểu thị bằng Nhiệt độ điểm sương (Dew point). Độ ẩm của khí nén là nguyên nhân tạo thành nước trong khí nén. Cả hai sẽ làm hư hỏng máy sản xuất nến cần được đo kiểm và xử lý. Trong bài viết hôm nay Huy sẽ đơn giản hóa khái niệm hướng dẫn cách đọc và hiểu đúng bản chất giá trị thông số nhiệt độ điểm sương cho hệ thống khí nén nhà máy của bạn. Trước khi đi đến nội dung chính của bài viết này Huy khái quát lại những khái niệm liên quan tới độ ẩm, điểm sương, máy sấy tác nhân lạnh

Độ ẩm là gì ? đơn vị đo

Độ ẩm là lượng hơi nước có trong không khí. Tuy nhiên có đến 03 khái niệm độ ẩm: độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tương đối và độ ẩm cụ thể. Trong đời sống và ứng dụng tính toán biểu thị thường nói đến 02 dạng chính là độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tương đối.

Độ ẩm tuyệt đối là thuật ngữ được dùng để mô tả lượng hơi nước tồn tại trong một thể tích hỗn hợp dạng khí nhất định.
Đơn vị phổ biến nhất dùng để tính độ ẩm tuyệt đối là gam trên mét khối (g/m³). Tức nếu tất cả nước trong một mét khối không khí được cô đọng lại trong một vật chứa, ta có thể đem cân vật chứa đó để xác định độ ẩm tuyệt đối. Độ ẩm tuyệt đối được định nghĩa bằng tỷ số giữa khối lượng hơi nước (thường được tính bằng gam) trên thể tích của một hỗn hợp không khí nào đó (thường được tính bằng m³) chứa nó. Lưu ý áp suất thay đổi thì độ ẩm tuyệt đối cũng thay đổi.

Độ ẩm tương đối là tỷ số của áp suất hơi nước hiện tại của bất kỳ một hỗn hợp khí nào với hơi nước so với áp suất hơi nước bão hòa, tính theo đơn vị là %. Độ ẩm 100% có thể hiểu là khi độ ẩm tương đối đạt đến 100%, tại lúc này có nghĩa là hơi nước trong không khí đã đạt đến mức tối đa có thể. Nếu bạn tiếp tục thêm hơi nước vào, đồng nghĩa là những hơi nước hiện có sẽ ngưng tụ lại và biến đổi thành hơi nước, sương mù hoặc mây.

Trạng thái hơi nước bão hòa

Hơi nước bão hòa (Saturated Steam) là trạng thái cân bằng động giữa thể lỏng và thể khí của một chất lỏng dễ bay hơi. Khi nước lạnh được đun đến một nhiệt độ sôi nhất định và không còn tăng được nữa thì nước sẽ chuyển từ thể lỏng sang thể khí bằng hình thức bay hơi. Một phần nước sôi chuyển qua trạng thái hơi cho đến khi đạt áp suất lớn nhất, đây chính là hơi nước bão hoà. Khi mất nhiệt thì hơi sẽ ngưng tụ lại và chuyển thành trạng thái nước như ban đầu, tốc độ bay hơi bằng với tốc độ ngưng tụ của nước. Đây chính là nguyên nhân khí nén khí tức tăng áp suất khí nén sinh ra nước.

Điểm sương là gì ?(Dew point là gì)

Điểm sương của một khối không khí (hay còn gọi là điểm ngưng sương, tiếng Anh: Dew point), ở áp suất cố định, là nhiệt độ mà ở đó thành phần hơi nước trong khối không khí ngưng đọng thành nước dạng lỏng. Nói cách khác, điểm sương là nhiệt độ mà độ ẩm tương đối của khối không khí đạt đến 100%.

Tuy nhiên bạn cần phân biệt hai loại điểm sương:
ADP: Điểm sương của khối không khí tại áp suất khí quyển ADP (tiếng Anh Atmosphere DewPoint)
PDP: Điểm sương của khối không khí tại áp suất PDP (tiếng Anh Pressure Dewpoint)

Quan hệ giữa ADP & PDP

Công thức quy đổi giữa ADP & PDP

Hàm lượng nước ở áp suất khí quyển (g/m³) / Tỷ lệ nén thực tế = Hàm lượng nước ở áp suất nhất định (g/m³).

Nhiệt độ điểm sương khí nén

Nhiệt độ điểm sương khí nén là giá trị nhiệt độ của khí nén mà tại đó hơi nước ngưng tụ thành nước dạng lỏng(áp suất không đổi). Điều này xảy ra khi không khí đạt đến một mức độ bão hòa, tức là độ ẩm tương đối đạt 100%. Nếu tiếp tục giảm nhiệt độ khí nén, nước trong khí sẽ chuyển thành dạng lỏng, gây ra hiện tượng ngưng tụ. Do đó, nhiệt độ điểm sương là một chỉ số quan trọng giúp chúng ta đánh giá mức độ ẩm của khí nén.

Tại sao điểm sương quan trọng trong khí nén?

Điểm sương có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ bền của hệ thống khí nén. Nếu điểm sương cao, tức là có nhiều hơi nước trong khí nén, các bộ phận như máy nén khí, van, hoặc các hệ thống máy móc có thể bị hư hỏng do sự ăn mòn hoặc tắc nghẽn. Ngoài ra, việc nước tích tụ trong các đường ống còn có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trong các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, dược phẩm hoặc điện tử, nơi khí nén phải đảm bảo độ sạch và khô.

Công nghệ xử lý ẩm khí nén

Để giảm độ ẩm trong khí nén, có hai công nghệ chính được áp dụng trong các hệ thống khí nén:

Máy sấy tác nhân lạnh: Máy này làm lạnh khí nén xuống một mức nhiệt độ nhất định, thông thường từ 2 đến 10°C, giúp giảm độ ẩm trong khí. Tuy nhiên, nó không thể làm lạnh khí đến nhiệt độ dưới 0°C, vì điều này có thể gây đóng băng và làm tắc nghẽn hệ thống.

Máy sấy hấp thụ: Máy này sử dụng các chất hút ẩm (như alumina, silica gel, hay Molecular sieve) để hấp thụ hơi nước trong khí nén, giúp giảm độ ẩm xuống mức rất thấp, thậm chí dưới -40°C hoặc -70°C. Công nghệ này đặc biệt hiệu quả trong các ứng dụng yêu cầu khí nén khô hơn.

Cách đo và kiểm soát điểm sương

Để duy trì khí nén khô và không bị ngưng tụ, việc đo và kiểm soát điểm sương là cực kỳ quan trọng. Các phương pháp đo điểm sương phổ biến hiện nay bao gồm:

Máy đo điểm sương: Các thiết bị như máy đo điểm sương (Dew Point Transmitters) cho phép đo liên tục điểm sương trong hệ thống khí nén, giúp bạn giám sát tình trạng độ ẩm của khí nén.

Đồng hồ đo trên máy sấy khí: Trên máy sấy khí nén, đồng hồ DewPoint giúp xác định điểm sương của khí sau khi đã được xử lý qua hệ thống làm lạnh hoặc hút ẩm.

Cách đọc giá trị đồng hồ của máy sấy tác nhân lạnh

Trên máy sấy tác nhân lạnh có đồng hồ DewPoint. Đồng hồ này được gọi điểm sương máy sấy khí. Thực chất đây là đồng hồ đo áp suất ga lạnh giàn bay hơi của máy sấy tác nhân lạnh. Tương ứng với môi chất lạnh là R22, R134a.. thì quy đổi ra nhiệt độ khí nén là 2~10 độC đạt yêu cầu. Thông số này thể hiện nhiệt độ khí nén sau khi làm lạnh. Đây không có nghĩa Nhiệt độ điểm sương của khí nén thực tế là 2 hay 10 độ C.
Tương tự với máy sấy hấp thụ giá trị trên đồng hồ -40độ C tương ứng khí sẽ đạt độ khô tương đương khi cho khí đó lạnh -40 độC.

Điểm sương là một chỉ số quan trọng giúp chúng ta hiểu rõ mức độ ẩm của khí nén. Việc kiểm soát và xử lý điểm sương đúng cách không chỉ đảm bảo hiệu suất của hệ thống khí nén mà còn giúp bảo vệ các thiết bị và sản phẩm khỏi sự hư hại do nước trong khí. Hãy luôn chú ý đến việc đo và kiểm soát điểm sương để đảm bảo chất lượng khí nén trong các ứng dụng công nghiệp của bạn. 

Để đảm bảo khí nén luôn đạt yêu cầu về độ khô, hệ thống cần được bảo trì định kỳ. Các bộ phận như bộ lọc, máy sấy khí, và các cảm biến đo điểm sương cần được kiểm tra thường xuyên để phát hiện và xử lý kịp thời sự cố. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của thiết bị và giữ cho hệ thống khí nén luôn hoạt động ổn định.