Osuszacz Sprężonego Powietrza: Zasada Działania i Schemat
- Szczegóły
Do niezawodnej, bezawaryjnej pracy zakładowej pneumatyki niezbędne jest zastosowanie powietrza, które jest czyste i odpowiednio osuszone. Podstawowymi urządzeniami w procesie zapewnienia jakości tego medium są osuszacze sprężonego powietrza. Sprężone powietrze jest powszechnie stosowanym i dogodnym nośnikiem energii, lecz koszt jego wytwarzania i przygotowania do oczekiwanej klasy czystości ma znaczny udział w całorocznym budżecie podczas eksploatacji każdego zakładu. W artykule dowiesz się, na co warto zwrócić uwagę przy ich wyborze.
Dlaczego Ważne Jest Używanie Suchego Powietrza?
Jak wspomnieliśmy na wstępie, największym zagrożeniem dla pracy elementów pneumatyki jest skroplona woda. Powoduje ona uszkodzenia uszczelnień, korozję części, wypłukuje smary. Po zmieszaniu wody z olejem powstaje szkodliwa ciecz, nazywana kondensatem.
Na Co Zwrócić Uwagę Przy Doborze Osuszacza Ziębniczego?
Zadaniem osuszacza chłodniczego jest usunięcie wody z powietrza wytworzonego przez sprężarkę na tyle skutecznie, by całkowicie wyeliminować proces pojawiania się kondensatu i zjawisko korozji w instalacji sprężonego powietrza zasilającej urządzenia produkcyjne. Za osuszaczem chłodniczym (w odróżnieniu od zwykłej chłodnicy powietrza) dodatkowo uzyskujemy korzyść w postaci redukcji wilgotności względnej powietrza na wyjściu do wartości RH < 30%, tj. progu pojawiania się zjawiska korozji w instalacji i w urządzeniach w niej zainstalowanych.
Jak Działa Osuszacz Sprężonego Powietrza?
Osuszacze sprężonego powietrza to urządzenia, które służą do usuwania nadmiaru wilgoci i innych zanieczyszczeń z powietrza, które jest wykorzystywane w systemach pneumatycznych. Woda, która może znajdować się w powietrzu sprężonym, może powodować poważne szkody w elementach systemów pneumatycznych, takich jak przewody, zawory i siłowniki. Osuszacze sprężonego powietrza są ważnymi elementami systemów pneumatycznych, ponieważ usuwają wilgoć z powietrza. Wilgoć w powietrzu może prowadzić do poważnych problemów, takich jak korozja i zanieczyszczenie, a także do obniżenia wydajności i trwałości urządzeń.
Typy Osuszaczy Sprężonego Powietrza
Osuszacze sprężonego powietrza dzielą się na trzy główne typy: adsorpcyjne, chłodnicze i separacyjne.
Przeczytaj także: Instrukcja krok po kroku: Osuszacz w Solaris Urbino
- Osuszacze adsorpcyjne - wykorzystują zjawisko adsorpcji do usuwania wilgoci z powietrza. Wewnątrz tych osuszaczy znajduje się specjalny adsorbent, taki jak krzemionka, który pochłania wilgoć. Działanie osuszacza adsorpcyjnego wykorzystuje reakcję chemiczną, polegającą na wiązaniu wody z ciekłym lub stałym środkiem absorbującym wilgoć (absorbentem). Zastosowano w nich metodę fizyczną polegającą na wiązaniu wody na powierzchni ciała stałego (np. dwutlenku krzemu), nazywanego desykantem lub złożem. Osuszacz adsorpcyjny posiada dwie kolumny wypełnione adsorbentem. Podczas pracy w jednej kolumnie następuje osuszanie przepływającego powietrza, natomiast w drugiej adsorbent jest regenerowany na zimno lub gorąco.
- Osuszacze chłodnicze - działają na zasadzie chłodzenia powietrza do temperatury, w której część pary wodnej skrapla się i jest usuwana. Wewnątrz tych osuszaczy znajduje się skraplacz, wymiennik ciepła i kompresor. Osuszacze sprężonego powietrza ziębnicze są najbardziej popularnym i najtańszym rozwiązaniem przemysłowym. Występują zarówno jako urządzenia indywidualne, jak i stanowiące część sprężarek. Osuszacz ziębniczy działa na zasadzie obniżania punktu rosy sprężonego powietrza (standardowo do ok. +3°C), poprzez jego schładzanie przy pomocy czynnika chłodzącego.
- Osuszacze separacyjne - wykorzystują różnicę gęstości pomiędzy powietrzem i wilgocią do oddzielenia ich od siebie. Wewnątrz tych osuszaczy znajdują się filtry separacyjne, które oddzielają wilgoć od powietrza. Są to urządzenia do mechanicznego osuszania sprężonego powietrza poprzez przepływ sprężonego powietrza przez specjalnie skonstruowaną membranę czego efektem jest zatrzymanie cząstek wilgoci.
Osuszacze Ziębnicze: Budowa, Działanie i Zalety
Osuszacze chłodnicze, znane również jako osuszacze ziębnicze, to kluczowe urządzenia stosowane w celu usuwania wilgoci z powietrza sprężonego, co ma kluczowe znaczenie w wielu gałęziach przemysłu. W osuszaczach kondensacyjnych sprężone powietrze jest najpierw schładzane do temperatury poniżej ciśnieniowego punktu rosy. Powoduje to skroplenie pary wodnej zawartej w powietrzu i przekształcenie jej w wodę, która jest usuwana z powietrza.
Etapy Usuwania Wody Ze Sprężonego Powietrza:
- Schłodzenie powietrza poniżej punktu rosy, zwykle do +3°C lub +5°C. Powietrze jest chłodzone w wymienniku ciepła, w którym czynnik chłodniczy usuwa ciepło z wilgotnego, ciepłego powietrza.
- Usuwanie wody. Powietrze schłodzone w wymienniku zawiera kropelki wody, które są usuwane w separatorze cyklonowym.
Budowa Osuszacza Ziębniczego:
- Wymiennik ciepła
- Sprężarka czynnika chłodniczego („freonu”)
- Spust kondensatu (dren)
- Sterownik i urządzenia kontroli parametrów pracy
1. Wymiennik Ciepła
W mniejszych osuszaczach najczęściej o zwartej, kompaktowej konstrukcji. To nierozbieralny zespół stanowiący 3 sekcje tj. układ współpracujących ze sobą dwóch wymienników: powietrze-powietrze i powietrze - freon oraz komorę, w której zbierane są skropliny (kondensat).
- Sekcja powietrze-powietrze: tu odbierane jest wstępnie ciepło ze strumienia powietrza wlotowego przez powietrze (t = +3 °C) opuszczające główny wymiennik powietrze-freon. Jednocześnie powietrze osuszone jest tu ponownie podgrzewane do temperatury bliskiej temperaturze wlotowej.
- Sekcja powietrze-freon: główny wymiennik, w którym następuje intensywny odbiór ciepła ze sprężonego powietrza za pośrednictwem czynnika chłodniczego (freonu). Efektem jest obniżenie temperatury sprężonego powietrza i kondensacja wody, która na bieżąco jako kondensat jest usuwana na zewnątrz przez trzecią sekcje - komorę, do której podłączony jest dren / zawór spustowy.
Taka konstrukcja zdecydowanie odróżnia osuszacz od zwykłych chłodnic i schładzarek. Obecnie w dobrych osuszaczach wymiennik taki ma specjalnie opracowaną budowę o małych gabarytach, z kanałami obu sekcji o znacznym przekroju, lecz prowadzonymi tak, aby zapewnić maksymalnie efektywną wymianę ciepła. W efekcie przy zwartej budowie uzyskuje się bardzo dobre właściwości termodynamiczne i co ważne znikomy spadek ciśnienia powietrza. W urządzeniach oferowanych przez Pneumat. to jedynie 0,15...0,17 bar. Integralną częścią tego zespołu jest komora (czasem z demisterem) na zbierający się (grawitacyjnie) kondensat, w której bezpośrednio do króćca wylotowego zainstalowany jest spust kondensatu. Zwykle zespół wymiennika jest jednym z najkosztowniejszych komponentów osuszacza chłodniczego, stanowiącym do 60-70% wartości całego urządzenia.
2. Sprężarka Czynnika Chłodniczego
To element, od którego jakości i niezawodności w znacznym stopniu zależy trwałość osuszacza, ale też decydujący o zużyciu energii. Zwykle w mniejszych i średnich urządzeniach montowane są odpowiednio dobrane do typu czynnika chłodniczego sprężarki tłokowe, nierozbieralne i bezobsługowe. Bardziej niezawodne i wydajne energetycznie są sprężarki typu ”scroll” montowane coraz częściej w osuszaczach wiodących producentów. W przypadkach, gdy mamy zmienne zapotrzebowanie na sprężone powietrze, warto zdecydować się na osuszacz z bardziej zaawansowanym sterownikiem umożliwiającym dostosowanie wydajności i poboru mocy elektrycznej do bieżącego obciążenia, albo z wbudowanym falownikiem (z płynną regulacją prędkości obrotowej sprężarki freonu). Zwłaszcza osuszacze zwane „zmiennobrotowymi” typu „Eco” są obecnie godne szczególnej uwagi przy współpracy z kompresorami o zmiennej wydajności, gdyż pozwalają ograniczyć koszty energii aż do 50% względem urządzeń standardowych. Jest to niezwykle istotne, bowiem ok. 80% opłat związanych z siecią sprężonego powietrza to wydatki na energię elektryczną.
3. Dren Kondensatu
Pozornie niewielki element, lecz niezwykle ważny w osuszaczu ziębniczym. Od sprawnego odprowadzania skroplin odseparowanych w wymienniku ciepła zależy skuteczność działania stacji uzdatniania sprężonego powietrza. W przypadku niesprawności drenu lub zablokowania odpływu kondensatu nie uzyskamy oczekiwanego efektu osuszania - kondensat nie zostanie usunięty na zewnątrz, a po niedługim czasie nagromadzona w stacji osuszania woda może doprowadzić nawet do zablokowania wymiennika ciepła i jego zniszczenia. Dlatego istotne, by osuszacz był wyposażony w niezawodny, skuteczny (np. elektroniczny) i łatwy w konserwacji dren kondensatu.
Przeczytaj także: Osuszacze wilgoci - ranking
4. Sterownik i Kontrola Stanu Pracy
Elementy decydujące o wygodzie i bezpieczeństwie użytkowania. Doświadczenie wskazuje, że stacje osuszania wyposażone w nowoczesny, prosty w obsłudze sterownik, z czytelnym i intuicyjnym wyświetlaczem stanu i parametrów pracy jest chętniej wybierany przez użytkowników. Podczas wyboru urządzenia do uzdatniania warto też zwrócić uwagę na rodzaj elementów automatyki optymalizujących pracę obwodu czynnika chłodniczego (jak np. zawór obejściowy „tzw. hot gas valve”) czy awaryjnych wyłączników ciśnieniowych.
Zalety Osuszaczy Sprężonego Powietrza
Zalety osuszaczy sprężonego powietrza obejmują ich wysoką wydajność i niezawodność, a także łatwość w użytkowaniu. Są one również w stanie usunąć duże ilości wilgoci, co jest szczególnie istotne w dziedzinach takich jak przemysł, gdzie ważne jest utrzymanie suchych warunków.
Konserwacja Osuszaczy Sprężonego Powietrza
Aby zachować ich prawidłową pracę i zapobiegać problemom, ważne jest, aby regularnie je konserwować i utrzymywać. Niektóre z kluczowych elementów, które należy kontrolować, to węże i połączenia, które powinny być czyste i bez przecieków, a także filtry powietrza, które powinny być regularnie czyszczone lub wymieniane. Warto zwrócić uwagę na to, że niektóre typy osuszaczy wymagają specjalistycznej wiedzy i umiejętności do ich konserwacji i utrzymania.
Przeczytaj także: Jak naprawić błąd E5 w osuszaczu powietrza Ralf?
tags: #osuszacz #sprężonego #powietrza #zasada #działania #schemat
