Hoe energie besparen in een luchtcompressorinstallatie met een energiebesparende cyclische koeldroger?

Behoefte aan een droger

Wanneer atmosferische lucht die vocht, verontreinigingen en olie bevat, wordt samengeperst, neemt de concentratie van deze deeltjes en vocht met een factor 6-10 keer toe. Andere verontreinigingen zoals olie en metaalsporen worden tijdens het compressieproces door de luchtcompressor toegevoegd.

Wanneer perslucht afkoelt, slaat waterdamp (vocht) neer als condensaat dat uit het persluchtsysteem moet worden verwijderd. Het drogen van perslucht is een belangrijk onderdeel van het luchtbehandelingsproces.

Laten we de problemen bekijken die het gevolg zijn van de aanwezigheid van vocht in perslucht:

• Het beschadigt en veroorzaakt storingen in door perslucht aangedreven apparatuur en instrumenten
• Het corrodeert persluchtleidingen waardoor lekkages ontstaan en voegt onzuiverheden toe aan de perslucht
• Het leidt tot aantasting van de productkwaliteit en groei van microbiologische verontreinigingen als de lucht in direct contact komt met het eindproduct, zoals levensmiddelen, geneesmiddelen, chemicaliën enz.

Een droger verlaagt het vochtgehalte, voorkomt condensatie in leidingen en is daarom een ideaal accessoire dat voor een breed scala aan toepassingen kan worden gebruikt.

Volgens de internationale norm ISO 8573-1:2010 worden verontreinigingen in de perslucht zoals deeltjes, water en olie, gescheiden volgens zuiverheidsklasse. In deze norm zijn micro-organismen en andere gassen niet meegenomen. Bij gevolg wordt de luchtzuiverheid aangegeven als [P, W, O] en gerangschikt volgens het aantal deeltjes, water en olie.

Afhankelijk van de toepassingseisen moet waterdamp uit de perslucht worden verwijderd met behulp van een geschikte droger.

• Met een koeldroger kan een waterdamp van klasse 4,5,6 worden behaald, hetzij ISO 8573-1:2010 [-: 4 :-]
• Met een absorptiedroger kan een waterdamp van klasse 1,2,3 worden behaald, hetzij ISO 8573-1:2010 [-: 1 :-]

Hoe kan vocht worden verwijderd?

De aanbevolen installatievolgorde voor elk type droger is hieronder weergegeven.

Vochtafscheiders helpen het bulkwater uit de perslucht te verwijderen. Een goede automatische afvoer is noodzakelijk samen met een vochtafscheider, aangezien deze meestal na de koeler wordt gebruikt. De optimale verwijdering van condensaat zorgt ervoor dat er geen bulkwater naar de apparatuur daarachter wordt meegevoerd. Het is aanbevolen om een niveau gestuurde afvoer zonder luchtverlies en een vochtafscheider te gebruiken, zodat dit met minimaal luchtverlies gebeurt.

De natte luchtketel (vóór de droger) werkt als een warmtewisselaar, koelt de lucht af en condenseert zo het bulkvocht voordat het de droger bereikt. Het water kan via de bodem van de tank worden afgevoerd met een automatische afvoer met timer. Door vooraf een hoeveelheid vocht af te voeren, vermindert de persluchtketel de belasting van de luchtdroger. Dit geldt voor elk type droger, of het nu gaat om een koeldroger of een absorptiedroger.

Voor een vereiste luchtkwaliteit van klasse 4,5,6 kunt u de koeldroger kiezen

Koeldrogers worden verder in twee typen onderverdeeld

• Niet-cyclische koeldroger
• Energiebesparende (cyclische) koeldroger

Niet-cyclische koeldroger

Niet-cyclische koeldrogers hebben een koelcompressor die start zodra u de droger aanzet en niet stopt totdat u de droger uitschakelt, behalve in bepaalde uitzonderlijke gevallen. Ze zijn goedkoper dan cyclische drogers en zijn een goede keuze voor toepassingen waar ze constant op volle capaciteit moeten draaien.

Echter tijdens periodes van laag persluchtverbruik kunnen er problemen ontstaan; er is kans op bevriezing die tot ijsvorming leidt. Om dit te voorkomen hebben niet-cyclische koeldrogers een bypassklep voor heet gas die de warmte die de koelcompressor normaal naar de omgevingslucht zou afvoeren, naar de koude kant van het systeem terugstuurt om te voorkomen dat deze bevriest, zodat het systeem stabiel blijft en continu blijft werken.

Cyclische droger – bespaart energie

De energiebesparende cyclische droger komt in beeld als er geen of een gedeeltelijke belasting is. In tegenstelling tot de niet-cyclische koeldroger gaat de cyclische droger naar de ECO-stand en schakelt uit, waardoor er veel energie wordt bespaard.

De energiebesparende droger kan helpen om het energieverbruik te verminderen in situaties zoals:

• Tijdens winter/nachtcondities, als de temperatuur van het koelmedium (lucht of water) gewoonlijk lager is dan in de nominale omstandigheden. Hierdoor varieert de temperatuur van de inlaat/omgevingslucht naar de droger en neemt de belasting van de droger af
• Bij gebruik van een VFD-compressoren en bij een lager debiet regelt de droger zijn capaciteit op basis van de debietbelasting
• Als de compressor niet belast wordt, gaat de droger ook naar de ECO-stand om energie te besparen

Niet-cyclische koeldroger versus cyclische koeldroger

Het voordeel van de Airmate Refrigerated Premium droger (energiebesparende cyclische koeldroger) van ELGi is dat hij energie bespaart door een energiebesparingscircuit te gebruiken. Dit circuit slaat de energie op die nodig is voor het koelen tijdens de normale werking en gebruikt deze in de ECO-stand voor het drogen van de lucht bij gedeeltelijke belasting om het gewenste dauwpunt te behouden. In de ECO-stand worden de droger-, compressor- en ventilatiemotoren uitgeschakeld om energie te besparen.

De onderstaande grafiek geeft de besparingen in de winter weer bij verschillende belastingen voor de energiebesparende cyclische koeldroger t.o.v. de niet-cyclische koeldroger. Weergave van 15 °C delta T tussen zomer- en winter/nachtomstandigheden

Energiebesparingen tot 60% met AR Premium koeldrogers*

* Op basis van de geselecteerde droger en de bedrijfsomstandigheden

Voorwaarden voor de bovenstaande illustratie

Geselecteerde droger: AR 2990P voor een debiet van 1600 cfm bij een omgevingstemperatuur van 40 °C, een inlaattemperatuur van 50 °C en een werkdruk van 7 bar.

Winter/nachtcondities: omgevingstemperatuur van 20 °C, inlaattemperatuur van 30 °C; 30% van de totale jaarlijkse bedrijfsuren

6000 bedrijfsuren per jaar met 25% van de tijd op 100% belasting, 40% van de tijd op 75% belasting, 25% van de tijd op 50% belasting en 10% van de tijd op 25% belasting.