Jak działa osuszacz powietrza kompresorowy?
- Szczegóły
Sprężone powietrze to medium szeroko wykorzystywane w wielu zakładach przemysłowych ze względu na swoje bezpieczeństwo, niezawodność i ogólną dostępność. Stanowi ono doskonałą alternatywę dla energii elektrycznej i może służyć do bardzo szerokiego zastosowania. Do urządzeń uzdatniających sprężone powietrze zalicza się osuszacz sprężonego powietrza.
Mowa tu o urządzeniach skutecznie i sprawnie eliminujących wodę i parę wodną z powietrza, które jest emitowane przez sprężarkę. Wilgoć w przewodach instalacji sprężonego powietrza może prowadzić do wielu strat. Wywołuje korozję osprzętu, przyczynia się do zamarzania zewnętrznych przewodów, a w konsekwencji tego, do awarii całej instalacji. Woda stanowi duże zagrożenie dla wielu urządzeń elektrycznych i maszyn. Na szczęście istnieją metody, dzięki którym można tę wilgoć wyeliminować.
Profesjonalny osuszacz sprężonego powietrza zapobiega szkodliwemu wpływowi wody na funkcjonowanie instalacji. Stosując to nowoczesne rozwiązanie można przede wszystkim uniknąć przerwania kosztownych procesów produkcji, a także serwisowania elementów instalacji. Również tym sposobem można uniknąć potrzeby zakupu nowego sprzętu, co mogłoby wiązać się z awarią obecnego.
Technologie osuszania sprężonego powietrza
Obecnie na rynku mamy dostęp do kilku rodzajów osuszaczy sprężonego powietrza. Zasada działania każdego z nich jest nieco inna. Wyróżnia się następujące technologie osuszania: chłodnicze, adsorpcyjne, tandemowe, membranowe. Ważnym parametrem tych urządzeń jest temperatura, w której dochodzi do rozpoczęcia procesu skraplania pary wodnej przy aktualnym ciśnieniu roboczym. Zależnie od tego, do jakich celów ma być przeznaczony osuszacz, powinien spełniać określone wymagania co do danej zawartości. Znając wymagania urządzenia, posługując się specjalną tabelą, można wyczytać temperaturę punktu rosy.
Zastosowanie sprężonego powietrza w przemyśle
Prawdą jest to, że sprężone powietrze jest powszechnie stosowane w przemyśle. Ponadto ma wiele zastosowań. Wbrew pozorom zapotrzebowanie na odpowiednio uzdatnione sprężone powietrze nieustannie rośnie. Główne zastosowania sprężonego powietrza to: napęd pneumatyczny, transport pneumatyczny, automatyka pneumatyczna, obróbka powierzchni, nośnik, powietrze warsztatowe, pakowanie.
Przeczytaj także: Instrukcja krok po kroku: Osuszacz w Solaris Urbino
Przykładowo w przemyśle spożywczym sprężone powietrze stosuje się podczas transportu produktów do wytwarzania azotu, obierania, krojenia i pakowania. W zakładach chemicznych wykorzystuje się je do oczyszczania, osuszania i przenoszenia produktów, tworzenia kurtyn powietrznych, wytwarzania azotu czy sterowania zaworami. W motoryzacji służy do pompowania opon, lakierowania i wielu innych prac, które wykonuje się przy użyciu narzędzi zasilanych powietrzem.
W przemyśle farmaceutycznym również wykorzystuje się sprężone powietrze. Przydaje się ono tam do oczyszczania i osuszania produktów, kontrolowania sprzętu podczas produkcji. Zakłady przemysłowe wykorzystują sprężone powietrze do uruchomienia różnego rodzaju narzędzi, urządzeń i sprzętu - sprzęty dźwigowe, do prac wykończeniowych, czyszczenia czy osuszania, ogrzewania i chłodzenia.
Trzeba mieć na uwadze to, że jeden osuszacz nie może służyć do zastosowania w każdym miejscu z uwagi na to, że sprężone powietrze musi być pozbawione w wymaganym stopniu zanieczyszczeń i wody. W związku z tym kupując osuszacz, trzeba dokonać właściwego wyboru.
Jak wybrać osuszacz sprężonego powietrza?
Wybór osuszacza wbrew temu, co się wydaje, nie jest taki oczywisty i łatwy. Jednym z kryteriów wyboru jest bez wątpienia norma ISO 8573-1. W ten sposób dokonuje się wybór rodzaju osuszacza. Następnie należy ustalić wydajność kompresorów. Trzeba koniecznie pamiętać, że rodzaj sprężarki ma znaczenie z uwagi na to, że każda z nich generuje różne ilości par olejowych i różną temperaturę sprężonego powietrza. W związku z tym bardzo często stosuje się filtry odolejające przed osuszaczami.
Kolejna bardzo ważna sprawa to, to, że osuszacze mogą pracować w określonej temperaturze otoczenia i temperaturze sprężonego powietrza. Chodzi mianowicie o to, że kiedy temperatura jest zbyt wysoka, to urządzenie nie spełnia swojej roli. Co więcej, może nawet ulec uszkodzeniu. Dokonując wyboru osuszacza, powinno się zwrócić uwagę na takie wydajność, spadek ciśnienia, a także koszty eksploatacji i zakupu. Wymieniając te czynniki, nie należy zapominać o oczekiwanym stopniu osuszenia.
Przeczytaj także: Osuszacze wilgoci - ranking
Wybierając osuszacz chłodniczy, trzeba zwrócić uwagę na następujące aspekty: wymagany punkt rosy, zużywana ilość sprężonego powietrza, maksymalny strumień powietrza, minimalne ciśnienie robocze, a także maksymalna temperatura na wlocie do osuszacza. Ponadto należy uwzględnić maksymalną temperaturę powietrza otaczającego, energooszczędność urządzenia, wymagane media, ilości dostępnego miejsca oraz koszt urządzenia.
Dla osoby, która nigdy nie miała do czynienia z osuszaczami może wydawać się, że ich wybór wcale nie jest trudny. Wystarczy zagłębić się w parametry tego urządzenia, aby zmienić zdanie. Nic w takim razie dziwnego w tym, że eksperci podkreślają, iż wyboru osuszacza powinien dokonywać ktoś, kto przede wszystkim orientuje się, na czym polegają poszczególne technologie osuszania.
Przed dokonaniem wyboru osuszacza należy sprawdzić, jakie trzeba spełnić wymagania, a mogą być różne, zależnie od rodzaju tego urządzenia.
Wymagania instalacyjne dla różnych typów osuszaczy
- Osuszacze chłodnicze: Przed osuszaczem trzeba zainstalować filtr odpylający, cyklon zainstalować przed tym filtrem, a za osuszaczem umieścić filtr odolejający. Należy zapewnić prawidłowe chłodzenie osuszacza.
- Osuszacze adsorpcyjne: Przed osuszaczem należy zainstalować filtr odolejający, który powinien być poprzedzony filtrem odpylającym. Za osuszaczem powinien być zamontowany filtr odpylający. Dodatkowo trzeba zapewnić odpowiednią temperaturę otoczenia.
- Osuszacze tandemowe: Przed osuszaczem powinien znajdować się cyklon. W tym przypadku również trzeba zagwarantować odpowiednią temperaturę otoczenia.
Układ chłodniczy a osuszacz sprężonego powietrza
Osuszacze kondensacyjne opierają swoje działanie na odpowiednio dopasowanym układzie chłodniczym. To niejako trzon właściwie wykonanego urządzenia, którego zasady działania umożliwiają uzyskanie kondensacji pary wodnej, a w konsekwencji skuteczne obniżenie zawartości wody w dostarczanym sprężonym powietrzu.
Kolejnym istotnym aspektem dla układu, jest sama sprężarka chłodnicza odpowiedzialna za przepływ czynnika chłodniczego (freonu). W czasie gdy ciśnienie i temperatura w systemie wzrasta, sprężony gaz dociera do skraplacza, gdzie dochodzi do jego ochłodzenia. Proces ten wieńczy przejście substancji ze stanu gazowego w stan ciekły.
Przeczytaj także: Jak naprawić błąd E5 w osuszaczu powietrza Ralf?
W kolejnym etapie skroplony czynnik przepływa przez filtr freonu, którego zadaniem jest pochłanianie pary wodnej, by następnie trafić do specjalnego zaworu rozprężającego, którego cechą charakterystyczną jest duża różnica ciśnień. Wówczas czynnik zaczyna ulegać rozprężeniu, a tym samym i odparowaniu, na skutek tego procesu dochodzi do gwałtownego spadku temperatury w wymienniku ciepła.
Podczas separowanego kontaktu ciepłego sprężonego powietrza z wychłodzonym układem freonowym, dochodzi do wykroplenia pary wodnej z układu sprężonego powietrza - powstały kondensat jest odprowadzony przez zainstalowany spust kondensatu.
Najważniejsze czynniki w czasie pracy osuszacza sprężonego powietrza
Kolejno przedstawione etapy osuszania sprężonego powietrza nasuwają jeden istotny wniosek. W procesie tym najważniejszym aspektem pozostaje spadek ciśnienia oraz temperatury czynnika chłodniczego, zjawisko to oddaje ciepło w procesie parowania. Ponadto temperatura poniżej punktu rosy powoduje usunięcie nadmiaru wilgoci na ściankach parownika, a tym samym gwarantuje wymagany w procesie eksploatacji efekt.
Rodzaje osuszaczy sprężonego powietrza
Osuszacze sprężonego powietrza dostępne są w różnych wariantach w zależności od typu instalacji pneumatycznej, rodzaju kompresora i potrzeb produkcji. Kluczem do sprawnej i wydajnej pracy osuszacza sprężonego powietrza jest jego właściwy dobór. Wiodącymi na rynku rodzajami osuszaczy powietrza są osuszacze ziębnicze sprężonego powietrza, zwane również osuszaczami chłodniczymi i osuszaczami adsorpcyjnymi. Oprócz tego można się spotkać również z osuszaczami tandemowymi i membranowymi. Każdy osuszacz do kompresora prezentuje inny mechanizm działania.
Osuszacze ziębnicze
Ogólna zasada wytrącania wilgoci ze sprężonego powietrza w osuszaczach chłodniczych polega na obniżeniu temperatury tego medium do temperatury bliskiej zamarzaniu i wytrąceniu wody. Ziębniczy osuszacz do sprężarki wykorzystuje w swojej pracy wymienniki ciepła dwóch rodzajów. Są to wymienniki powietrze-powietrze oraz powietrze-zamrażanie.
Proces działania osuszacza ziębniczego obejmuje:
- Wprowadzenie sprężonego powietrza: Ciepłe, wilgotne powietrze wchodzi do osuszacza.
- Chłodzenie powietrza: Wchodzące powietrze jest najpierw wstępnie chłodzone w wymienniku ciepła powietrze-powietrze.
- Cykl chłodzenia: Następnie powietrze przechodzi przez wymiennik ciepła powietrze-chłodziwo, gdzie jest dalej chłodzone do temperatury tuż powyżej 0°C, co prowadzi do kondensacji zawartej w powietrzu pary wodnej.
- Oddzielenie i odprowadzenie wody: Skroplone krople wody są następnie oddzielane od strumienia powietrza i odprowadzane.
- Ponowne ogrzewanie powietrza: Na koniec, zimne, suche powietrze jest ogrzewane w wymienniku ciepła powietrze-powietrze przez wchodzące powietrze.
Rezultatem jest suche sprężone powietrze, pozbawione wilgoci, gotowe do użycia w różnych narzędziach i maszynach bez ryzyka uszkodzeń spowodowanych przez wodę. Punkt rosy osiągany przez osuszacz ziębniczy mieści się typowo w zakresie od 2°C do 10°C, co jest odpowiednie dla większości ogólnych zastosowań przemysłowych.
Osuszacze adsorpcyjne
W adsorpcyjnym osuszaczu powietrza zasada działania jest zupełnie inna. Sprężone powietrze przepływa przez zbiornik z adsorbentem, gdzie dochodzi do wytrącenia się wilgoci. Każdy adsorpcyjny osuszacz powietrza do kompresora posiada dwa zbiorniki z adsorbentem, które działają naprzemiennie w 5-minutowych cyklach. W czasie kiedy jeden zbiornik osusza sprężone powietrze, w drugim odbywa się regeneracja adsorbentu. Po zakończeniu cyklu, role zbiorników zostają zamienione. Pozwala to zapewnić możliwie jak najwyższą wydajność i stosować adsorpcyjny osuszacz do sprężarki przy większych ciśnieniach.
Proces działania osuszacza adsorpcyjnego obejmuje:
- Faza adsorpcji: W pierwszej fazie, wilgotne powietrze przepływa przez zbiornik zawierający adsorbent (np. żel krzemionkowy, alumina aktywna, czy molekularne sita), który fizycznie lub chemicznie wiąże cząsteczki wody z powietrza. Powietrze, które opuszcza zbiornik, jest suche.
- Regeneracja adsorbentu: Po osiągnięciu nasycenia adsorbentu wilgocią, osuszacz musi zostać zregenerowany, czyli odnowiony do stanu, w którym może ponownie adsorbować wilgoć. Regeneracja odbywa się poprzez podgrzewanie adsorbentu, co zazwyczaj realizowane jest za pomocą gorącego powietrza lub gazu. Wysoka temperatura powoduje odparowanie adsorbowanej wody i przywrócenie adsorbentu do stanu początkowego.
- Cykliczna praca: Osuszacze adsorpcyjne często pracują w cyklach z wykorzystaniem co najmniej dwóch zbiorników: gdy jeden zbiornik adsorbuje wilgoć, drugi jest regenerowany, co umożliwia ciągłą pracę systemu.
Osuszacze membranowe
Osuszacze membranowe działają na zasadzie selektywnej permeacji. Sprężone powietrze przechodzi przez membranę, przy czym para wodna i inne zanieczyszczenia przenikają przez ściankę membrany, a suche powietrze przepływa dalej.
Mogą osiągać szeroki zakres punktów rosy, od około 4°C do nawet -40°C, co czyni je wszechstronnymi dla różnych zastosowań.
Tabela porównawcza typów osuszaczy
| Typ osuszacza | Zasada działania | Proces | Zastosowania | Punkt rosy |
|---|---|---|---|---|
| Osuszacze ziębnicze | Chłodzenie powietrza do kondensacji wilgoci |
| Ogólne zastosowania przemysłowe | Od 2°C do 10°C |
| Osuszacze adsorpcyjne | Adsorpcja wilgoci przez materiał adsorbent |
| Procesy produkcyjne wymagające bardzo suchego powietrza | Do -70°C |
| Osuszacze membranowe | Selektywna permeacja przez membranę | Przepływ sprężonego powietrza przez membranę, oddzielenie pary wodnej | Niewielka przestrzeń pracy, brak źródła zasilania | Od 4°C do -40°C |
tags: #osuszacz #powietrza #kompresorowy #zasada #działania
