Osuszacz Adsorpcyjny: Zasada Działania i Zastosowanie

Osuszacze powietrza pomagają usunąć wilgoć z pomieszczeń. Warto zdawać sobie sprawę, że klimat panujący w naszej rozciągłości geograficznej sprzyja wysokiej wilgotności powietrza latem. Choć standardowo wynosi ona ok. 50%, może sięgać również 70-80%. To znacząco przekroczone normy, które źle wpływają na zdrowie i stan techniczny nieruchomości. Aby cieszyć się optymalnymi warunkami, warto osuszać powietrze, gdy tylko wskaźniki informują o zbyt wysokiej wilgoci. W takiej sytuacji nie potrzebujesz dużych urządzeń przemysłowych - wystarczy mniejszy osuszacz domowy.

Najprościej mówiąc, osuszacze powietrza przydają się zawsze, gdy poziom wilgotności powietrza jest zbyt wysoki, czyli przekracza 60%. To bowiem optymalne warunki do rozwoju szkodliwych pleśni i bakterii, które atakują układy oddechowy i odpornościowy domowników. To również zagrożenie dla stanu konstrukcji budynku oraz wyposażenia w poszczególnych pomieszczeniach. Osuszacze powietrza do domu są oczywiście nieocenioną pomocą po zalaniu, ale także np. w czasie intensywnych opadów deszczu, ponieważ pomagają w suszeniu prania. Dzięki nim jesteśmy w stanie uchronić się przed pleśnią w “ślepej” łazience czy kuchni. Stosujemy je nierzadko w piwniczkach, gdzie zbyt wysoka wilgoć wpłynęłaby na świeżość przechowywanych produktów. Znajdują swoje zastosowanie także w garażach, by zapewnić najlepsze warunki naszym pojazdom. To oczywiście tylko przykłady, które można by mnożyć - nie da się ukryć, że w naszej rozciągłości geograficznej i przy naszym stylu życia osuszacz powinien być jednym z podstawowych elementów wyposażenia.

Chcąc skutecznie usuwać wilgoć z powietrza, musisz dowiedzieć się, czym różnią się podstawowe rodzaje osuszaczy. Przedstawiamy najważniejsze informacje na temat ich zasad działania oraz zastosowaniu.

Adsorpcyjny Osuszacz Powietrza - Zasada Działania

Osuszacz adsorpcyjny usuwa wilgoć z powietrza, wykorzystując proces adsorpcji - gromadzenia się wody na powierzchni materiałów o właściwościach higroskopijnych. Budowa urządzenia obejmuje rotor z adsorbentem (in. bęben), wentylator, element grzejny, filtr i zbiorniki. Do pochłaniania wody wykorzystuje się najczęściej granulat silikonowy, np. żel krzemionkowy. Cały proces adsorpcyjny ma za zadanie przekształcić wilgoć z postaci gazu na ciecz.

Są to urządzenie o trochę innej konstrukcji, mimo wykorzystania tego samego zjawiska (zjawiska adsorpcji). W tym wypadku osuszacz oddziela powietrze na dwa strumienie powietrza. Powietrze procesowe (technologiczne) (nr. jest tłoczone przez część koła suszącego (nr. 1). Wilgoć w tym etapie jest ,,łapana” (czyli adsorbowana) przez żel silikonowy (jest to środek adsorpcyjny). Po przejściu przez koło, mamy suche powietrze, które jest kierowane do pomieszczenia (nr. Powietrze regeneracyjne (nr. przechodzi przez część koła suszącego odpowiadającego za przepłukiwanie. Dzięki temu osuszacz odzyskuje ciepło adsorpcyjne, które uwalnia się przez osuszanie powietrza. Jednocześnie koło suszące jest chłodzone oraz wpływa na mniejszy pobór prądu i wpływa pozytywnie na wydajność osuszania. Szczególnie jest to istotne, gdy masz niską temperaturę w pomieszczeniu. Moduł ogrzewania (nr. 7) zwiększa temperaturę powietrza od 100 do około 120 stopni Celsjusza (wahanie zależy od tego, jaka jest temperatura w pomieszczeniu).

Przeczytaj także: Zastosowania Osuszaczy Adsorpcyjnych

Osuszacz adsorpcyjny ma wlot powietrza oraz dwa wyloty. Jednym wylotem wybiega powietrze suche a drugim bardzo wilgotne. Zatem, jeżeli chcesz wykorzystać takie urządzenie do zastosowań profesjonalnych, to nie tylko kupuj tylko osuszacza, ale także rurę na powietrze regeneracyjne, aby osuszacz mógł stać w pomieszczeniu suszonym.

W przypadku osuszacza adsorpcyjnego materiałem sorpcyjnym jest zazwyczaj wysoko higroskopijny żel krzemionkowy pokrywający wolno obracający się wirnik, który nieustannie obraca się między dwoma przeciwbieżnymi strumieniami powietrza. W sektorze adsorpcyjnym wirnika strumień powietrza jest osuszany. W sektorze regeneracyjnym wilgoć, nagromadzona w materiale sorpcyjnym, jest wypierana przez strumień ciepłego powietrza i ponownie przez nie wchłaniana.

Wilgoć w sprężonym powietrzu to czynnik, który może zaburzać działanie wielu procesów przemysłowych, obniżać jakość produkcji i prowadzić, do awarii maszyn. Wymaga to wdrożenia rozwiązań, które skutecznie eliminują parę wodną z instalacji pneumatycznych. Jednym z najskuteczniejszych sposobów kontroli wilgotności jest osuszacz adsorpcyjny, wykorzystywany wszędzie tam, gdzie nie sprawdzają się klasyczne osuszacze kondensacyjne.

Typowe urządzenia tego rodzaju są zbudowane z dwóch zbiorników roboczych wypełnionych materiałem higroskopijnym, najczęściej w postaci sit molekularnych lub tlenku glinu. W czasie gdy wilgotne powietrze przepływa przez pierwszy z nich, następuje proces adsorpcji, czyli zatrzymywania cząsteczek pary wodnej na powierzchni adsorbentu. Regeneracja odbywa się naprzemiennie w drugim zbiorniku.

W zależności od konstrukcji, osuszacze adsorpcyjne regenerowane wykorzystują różne sposoby usuwania wilgoci - najczęściej stosuje się ciepło sprężonego powietrza, podgrzewane powietrze spustowe lub grzałkę elektryczną, która odparowuje nagromadzoną wodę z adsorbentu. Cały proces przebiega w sposób ciągły i jest automatycznie sterowany.

Przeczytaj także: Zastosowania Osuszaczy Adsorpcyjnych Master

Aby usunąć i odprowadzić zebraną adsorpcyjnie w wirniku parę wodną, trzeba pokonać siły adhezji działające na powietrzni środka sorpcyjnego. W tym celu strumień powietrza regeneracji należy odpowiednio podgrzać. Odpowiada za to grzałka regeneracyjna. W przypadku małych osuszaczy adsorpcyjnych strumień powietrza w sektorze regeneracji jest zawsze ogrzewany elektrycznie. Większe osuszacze adsorpcyjne mogą wykorzystywać do regeneracji wirnika różne media.

W miarę możliwości w celu zapewnienia maksymalnej wydajności energetycznej należy wykorzystywać do regeneracji lub jej wsparcia media dostępne w miejscu instalacji, np. Obciążenie wirnika wysokimi temperaturami w wysokości mniej więcej 120°C w celu wydzielenia związanej adsorpcyjnie pary wodnej powoduje rozgrzanie środka wiążącego wirnika.

W pierwszej fazie działanie osuszaczy jest analogiczne jak w przypadku osuszaczy adsorpcyjnych regenerowanych na zimno - sprężone powietrze jest kierowane do pierwszej kolumny, gdzie wilgotne sprężone powietrze przechodzi przez złoże sorbentu i jest tam osuszane. Wilgotne złoże wymaga dla swojego prawidłowego działania zregenerowania, czyli oddania wilgoci. W przypadku osuszaczy z regeneracją przez nadmuch powietrza odbywa się to w ten sposób, że osuszacz wykorzystując własną, wysokowydajną dmuchawę o działaniu odśrodkowym kieruje powietrze atmosferyczne przez podgrzewacze elektryczne do kolumny ze złożem sorbentu.

Metody Regeneracji w Osuszaczach Adsorpcyjnych

Regeneracja adsorbentu jest kluczowym procesem w osuszaczach adsorpcyjnych, pozwalającym na odnowienie zdolności osuszających materiału higroskopijnego. Istnieją cztery główne metody regeneracji, z których każda ma swoje specyficzne zastosowania i korzyści.

  • Osuszacze adsorpcyjne regenerowane na zimno: Regeneracja odbywa się przez bezpośrednie przepuszczenie przez adsorbent części sprężonego powietrza, które zostało wcześniej osuszone.
  • Osuszacze adsorpcyjne regenerowane na ciepło: Podgrzewanie powietrza spustowego przed jego wprowadzeniem do adsorbentu.
  • Osuszacze adsorpcyjne regenerowane dmuchawą: Powietrze z otoczenia jest dmuchane przez grzałkę elektryczną, a następnie przeprowadzane przez nasączony wilgocią adsorbent.
  • Osuszacze adsorpcyjne HOC (Heat of Compression): Wykorzystują ciepło generowane w procesie sprężania powietrza do regeneracji adsorbentu.

Seria osuszaczy HB z regeneracją przez nadmuch powietrza jest typem osuszaczy, w których odmiennie jest rozwiązana sprawa regeneracji złoża sorbentu. Ten typ osuszaczy nie wykorzystuje do regeneracji złoża sorbentu sprężonego powietrza ze sprężarki, w związku z czym zużycie energii może być mniejsze w stosunku do osuszaczy regenerowanych na zimno nawet o 40%.

Przeczytaj także: Instrukcja krok po kroku: Osuszacz w Solaris Urbino

Proces osuszania absorpcyjnego polega na chemicznym wiązaniu pary wodnej przez substancję absorpcyjną, mogącą przyjąć postać zarówno stałą, jak i ciekłą. Najczęściej stosowane do tego celu substancje to chlorek sodu oraz kwas siarkowy, które ze względu na potencjalne ryzyko korozji wymagają szczególnej ostrożności przy użytkowaniu. Charakterystyczne dla tej metody jest intensywne wykorzystanie materiałów absorbujących oraz ograniczona efektywność w zakresie redukcji punktu rosy.

Zastosowanie Osuszaczy Adsorpcyjnych

Jedną z największych zalet tego rozwiązania jest jego wydajność nawet przy bardzo niskich temperaturach otoczenia. Osuszacze adsorpcyjne działają skutecznie nawet tam, gdzie kondensacja nie zachodzi - czyli w warunkach, w których para wodna nie ulega naturalnemu skropleniu i konieczne jest zastosowanie zjawiska adsorpcji.

Osuszacze adsorpcyjne poleca się do miejsc, w których utrzymuje się niska temperatura (mniej niż 12°C) i tam, gdzie jej wzrost nie ma większego znaczenia. Świetnie sprawdzą się więc w zawilgoconych piwnicach czy garażach. Stosuje się je z powodzeniem w wielu zakładach, m.in. spożywczych, chemicznych czy farmaceutycznych.

Rozmiar przepływów, w jakich działa osuszacz adsorpcyjny, nie ogranicza jeden typ urządzenia. Modele dostępne na rynku obejmują rozwiązania dla dużych przepływów powietrza w przemysłowych systemach produkcji, jak i te przeznaczone dla punktowych stanowisk o niskim ciśnieniu i małej skali. W wielu konfiguracjach możliwe jest bezpośrednie przepuszczenie powietrza przez urządzenie z pominięciem dodatkowych zbiorników buforowych.

Największe zastosowanie mają w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym, elektronicznym i chemicznym. Nowoczesne modele są projektowane z myślą o niskim poborze energii.

W produkcji leków, suplementów, wyrobów medycznych czy materiałów opatrunkowych, każda cząsteczka wilgoci może mieć wpływ na trwałość lub skuteczność produktu. Osuszanie absorpcyjne pozwala utrzymać odpowiednie parametry powietrza w strefach czystych, gdzie odbywa się pakowanie lub synteza chemiczna. W sektorze spożywczym wilgotne powietrze może prowadzić do powstawania kondensatu, który zagraża bezpieczeństwu sanitarnemu i sprzyja rozwojowi mikroorganizmów. Dotyczy to zarówno stref pakowania produktów, jak i procesów chłodzenia czy mrożenia. Osuszacze adsorpcyjne regenerowane z wykorzystaniem odzyskanego ciepła zapewniają stabilność punktu rosy i ciągłość pracy niezależnie od warunków otoczenia.

Wytwarzanie układów scalonych, precyzyjnych sensorów czy soczewek optycznych wymaga pracy w środowisku o absolutnie kontrolowanej wilgotności. Nawet niewielkie ilości pary wodnej mogą prowadzić do zwarć, uszkodzeń materiałów lub deformacji wrażliwych komponentów. Osuszacz adsorpcyjny przemysłowy eliminuje cząsteczki wilgoci z powietrza procesowego i pozwala zachować właściwe warunki w pomieszczeniach.

W środowisku, w którym pracuje się z agresywnymi chemikaliami i higroskopijnymi substancjami, suche powietrze to nie tylko kwestia jakości, ale przede wszystkim bezpieczeństwa. Kwas siarkowy, chlorek sodu i wiele innych substancji silnie reaguje z wodą zawartą w powietrzu, a to może prowadzić do niekontrolowanych reakcji, zmian stężenia lub powstawania osadów. Osuszacz adsorpcyjny zapobiega takim sytuacjom, stabilizując warunki pracy w instalacjach laboratoryjnych, produkcyjnych i przesyłowych.

Różnice Między Osuszaczami Adsorpcyjnymi a Kondensacyjnymi

Zasada działania osuszacza powietrza opiera się na skraplaniu pary wodnej. Działanie osuszacza powietrza polega na zasysaniu wilgotnego powietrza i jego skraplaniu. Osuszacz kondensacyjny odbiera wilgoć z otoczenia, a następnie je schładza.

W odróżnieniu od osuszaczy kondensacyjnych, których obszar zastosowania wyznaczają granice fizyczne obiegu chłodzącego, osuszacze adsorpcyjne nie podlegają żadnym ograniczeniom w zakresie temperatury i wilgotności. Niemniej jednak ich właściwy pobór mocy jest ze względów systemowych zawsze wyższy niż w przypadku osuszaczy kondensacyjnych. Dlatego powinno się je stosować wszędzie tam, gdzie bardzo niskie wartości wilgotności powietrza doprowadzanego (< 6 g/kg) lub niskie temperatury otoczenia uzasadniają wyższe nakłady energetyczne lub gdzie kondensacyjne osuszacze powietrza nie są w stanie dostatecznie osuszyć powietrza.

W porównaniu do osuszaczy kondensacyjnych osuszacz adsorpcyjny oferuje większą elastyczność, zwłaszcza w trudnych warunkach środowiskowych.

Inaczej niż kondensacyjne osuszacze powietrza, których obszar zastosowania wyznaczają granice fizyczne obiegu chłodzącego, osuszacze adsorpcyjne nie podlegają żadnym ograniczeniom w zakresie temperatury i wilgotności.

Praktyczne Aspekty Stosowania Osuszaczy Adsorpcyjnych

Strumienie powietrza osuszaczy adsorpcyjnych muszą być poprowadzone kanałami wentylacyjnymi. Zazwyczaj odbywa się to za pomocą rur wentylacyjnych. Prowadzący na zewnątrz kanał powietrza wilgotnego powinien być zaizolowany. Jeżeli jako powietrze procesowe wykorzystywane jest powietrze zewnętrzne, wyjście powietrza wilgotnego musi być dostatecznie oddalone od czerpni powietrza zewnętrznego.

Efektywność instalacji pneumatycznej zależy od każdego jej elementu - od kompresorów bezolejowych po systemy filtrujące. W tej układance osuszacz pełni rolę nie tylko ochronną, ale też stabilizującą. Zastosowanie właściwego modelu w danym procesie sprężania powietrza umożliwia ograniczenie awarii, skrócenie cyklów konserwacyjnych oraz utrzymanie jakości finalnego produktu.

Skuteczne osuszanie murów wymaga zastosowania specjalistycznych urządzeń usuwających wilgoć. Rozwiązania tego typu umożliwiają odwrócenie skutków zalania w stosunkowo tani i nieinwazyjny sposób. Zalane wnętrza budynków bardzo często wychodzą z opresji w znacznie lepszym stanie, niż spodziewają się tego ich właściciele. W wielu przypadkach nadmiar wilgoci udaje się usunąć bez ingerowania w strukturę ścian.

Należy pamiętać, że omawiana metoda sprawdza się jedynie w skrajnym cieple oraz zimnie. Jeśli planujesz więc wynająć adsorpcyjny osuszacz na terenie Białegostoku, wiedz, iż prawdopodobnie będziesz musiał ponieść dodatkowe koszty związane zatrudnieniem specjalistów.

Wykorzystanie zjawiska adsorpcji pozwala na bardzo skuteczne osuszanie budynków, które ucierpiały z powodu zalania. Należy jednak pamiętać, iż metoda ta nie sprawdza się w każdym przypadku. Ciężkie zalania spowodowane powodziami z reguły wymagają zastosowania inwazyjnych technik usuwania wilgoci.

W obszarach wrażliwych termicznie temperatura powietrza doprowadzanego powinna być regulowana przez chłodnicę końcową lub w połączeniu z grzałką końcową - bezpośrednio przez osuszacz. W optymalnej sytuacji dostawca osuszacza adsorpcyjnego dostarcza potrzebne moduły, które są zainstalowane w obudowie osuszacza i gotowe do podłączenia.

Podsumowanie Metod Regeneracji Adsorbentu

Typ Osuszacza Zasada Działania Zastosowanie Zalety Wady
Osuszacze adsorpcyjne regenerowane na zimno Regeneracja przez bezpośrednie przepuszczenie części sprężonego powietrza. Mniejsze przepływy powietrza. Niskie koszty inwestycyjne, prostota konstrukcji. Wyższe koszty operacyjne.
Osuszacze adsorpcyjne regenerowane na ciepło Podgrzewanie powietrza spustowego przed wprowadzeniem do adsorbentu. Średnie do dużych przepływów powietrza. Znacząco niższe zużycie powietrza sprężonego, oszczędność energii. Wyższe koszty początkowe, konieczność stosowania systemów grzewczych.
Osuszacze adsorpcyjne regenerowane Dmuchawą Powietrze z otoczenia dmuchane przez grzałkę i przeprowadzane przez adsorbent. Wszystkie rozmiary przepływów, dostępne niskokosztowe źródło energii elektrycznej. Brak zużycia osuszonego powietrza sprężonego, oszczędność energii. Potrzeba elektrycznego źródła ciepła, koszty eksploatacyjne.
Osuszacze adsorpcyjne HOC (Heat of Compression) Wykorzystanie ciepła generowanego w procesie sprężania powietrza do regeneracji. Kompresory bezolejowe, ciągły przepływ powietrza. Minimalne zużycie energii, wykorzystanie ciepła sprężonego powietrza. Ograniczone do systemów z ciągłym przepływem powietrza.

tags: #osuszacz #adsorbcyjny #zasada #działania

Popularne posty: