Jak oszczędzać energię w fabryce używającej sprężarki powietrza, stosując energooszczędny cykliczny osuszacz chłodniczy?

Potrzeba używania osuszacza

Gdy powietrze atmosferyczne zawierające wilgoć, cząsteczki zanieczyszczeń i olej zostaje sprężone, stężenie takich cząsteczek i wilgoci wzrasta 6-10 razy. Podczas procesu sprężania przez sprężarkę powietrza dochodzą inne zanieczyszczenia, takie jak olej i drobiny metalu.

W trakcie schładzania sprężonego powietrza dochodzi do wytrącania się pary wodnej (wilgoci) w postaci kondensatu, który należy usunąć z układu sprężonego powietrza. Ważną częścią procesu uzdatniania sprężonego powietrza jest jego osuszanie.

Przyjrzyjmy się problemom wynikającym z obecności wilgoci w sprężonym powietrzu:

• Uszkodzenia i nieprawidłowe działanie urządzeń i instrumentów zasilanych powietrzem
• Korozja przewodów sprężonego powietrza powodująca nieszczelności i zwiększająca ilość zanieczyszczeń w powietrzu
• Pogorszenie jakości produktów i wzrost zanieczyszczeń mikrobiologicznych w miejscach bezpośredniego kontaktu powietrza z produktem końcowym, takim jak żywność, lekarstwa, chemikalia itp.

Osuszacz zmniejsza zawartość wilgoci oraz zapobiega jej kondensacji w rurociągach i dlatego jest idealnym urządzeniem, które można wykorzystać w szerokim zakresie zastosowań.

Zgodnie z międzynarodową normą ISO 8573-1:2010 zanieczyszczenia sprężonego powietrza, takie jak cząstki stałe, woda i olej, są segregowane według klas czystości. W tej normie nie uwzględniono mikroorganizmów i innych gazów. Wynikowa czystość powietrza jest oznaczana jako [P, W, O] i porządkowana według liczby cząstek, wody i oleju.

W zależności od wymagań odnośnie zastosowania, należy usunąć parę wodną ze sprężonego powietrza za pomocą odpowiedniego osuszacza

• Za pomocą chłodniczego osuszacza powietrza można uzyskać parę wodną klasy 4, 5, 6, tj. ISO 8573-1:2010 [-: 4 :-]
• Za pomocą adsorpcyjnego osuszacza powietrza można uzyskać parę wodną klasy 1, 2, 3, tj. ISO 8573-1:2010 [-: 1 :-]

Jak usunąć wilgoć?

Zalecana kolejność instalacji dla każdego typu osuszacza została przedstawiona poniżej.

Separatory wilgoci pomagają usunąć wodę ze sprężonego powietrza. Separator wilgoci musi być wyposażony w odpowiedni automatyczny odpływ, ponieważ separatory są stosowane zwykle za chłodnicą. Optymalne usuwanie kondensatu gwarantuje, że woda nie będzie transportowana do dalszych urządzeń. Aby osiągnąć ten cel przy minimalnych stratach powietrza, zaleca się stosowanie spustu bezstratnego z czujnikiem poziomu oraz separatora wilgoci.

Zbiornik mokry (przed osuszaczem) działa jak wymiennik ciepła, schładzając powietrze i skraplając w ten sposób wilgoć, zanim dotrze ona do osuszacza. Wodę można odprowadzić z dna zbiornika za pomocą spustu sterowanego wyłącznikiem czasowym. Usuwając wcześniej pewną ilość wilgoci, zbiornik odbiorczy powietrza zmniejsza obciążenie osuszacza powietrza. Dotyczy to każdego typu osuszacza, niezależnie od tego, czy jest to osuszacz powietrza chłodniczy, czy adsorpcyjny.

W przypadku zapotrzebowania na powietrze klasy 4, 5, 6 warto wybrać osuszacz chłodniczy.

Osuszacze chłodnicze dzielą się dalej na dwa rodzaje

• Osuszacze chłodnicze niecykliczne
• Osuszacze chłodnicze energooszczędne (cykliczne)

Osuszacze chłodnicze niecykliczne

Niecykliczne osuszacze chłodnicze mają sprężarki chłodnicze, które uruchamiają się natychmiast po włączeniu osuszacza — i nie zatrzymują się aż do jego wyłączenia, z wyjątkiem pewnych szczególnych sytuacji. Są one tańsze niż osuszacze cykliczne i stanowią dobry wybór do zastosowań, w których będą stale pracować z pełną wydajnością.

Jednakże w okresach niskiego zużycia sprężonego powietrza mogą pojawić się problemy; może dojść do zamarzania, co prowadzi do tworzenia się lodu. Aby tego uniknąć, niecykliczne osuszacze są wyposażone w zawór obejściowy gorącego gazu, wysyłający ciepło — które w normalnych warunkach sprężarka chłodnicza odprowadziłaby do atmosfery — z powrotem do zimnej strony systemu, co zapobiega jej zamarzaniu, a tym samym utrzymuje stabilność i ciągłość pracy systemu.

Osuszacz cykliczny — oszczędność energii

Energooszczędny osuszacz cykliczny wkracza do akcji w przypadku braku obciążenia lub obciążenia częściowego. W przeciwieństwie do osuszacza chłodniczego niecyklicznego, osuszacz cykliczny przechodzi w tryb ECO i wyłącza się, oszczędzając w ten sposób dużo energii.

Energooszczędny osuszacz może pomóc w zmniejszeniu zużycia energii w sytuacjach takich jak:

• W warunkach zimowych/nocnych, gdy temperatura czynnika chłodzącego (powietrza lub wody) jest zwykle niższa niż w warunkach znamionowych, co powoduje zmianę temperatury powietrza wlotowego/otoczenia do osuszacza i zmniejszenie obciążenia osuszacza
• W przypadku stosowania ze sprężarką z falownikiem (VFD) i pracy przy niższym przepływie, osuszacz będzie regulować swoją wydajność w oparciu o natężenie przepływu
• Podczas rozładowywania sprężarki osuszacz przechodzi w tryb ECO i oszczędza energię

Osuszacz chłodniczy niecykliczny a osuszacz chłodniczy cykliczny

Zaletą osuszacza ELGi Airmate Refrigerated Premium (energooszczędny cykliczny osuszacz chłodniczy) jest oszczędność energii dzięki zastosowaniu układu oszczędzania energii; układ ten przechowuje energię wymaganą do chłodzenia podczas regularnej pracy i wykorzystuje ją w trybie ECO do osuszania powietrza podczas działania z częściowym obciążeniem w celu utrzymania pożądanego punktu rosy. W trybie ECO osuszacz, sprężarka i silniki wentylatorów są wyłączone w celu zaoszczędzenia energii.

Poniższy wykres przedstawia oszczędności w zimie przy różnych poziomach obciążenia dla cyklicznego energooszczędnego osuszacza chłodniczego w porównaniu z niecyklicznym osuszaczem chłodniczym. Wykres przedstawia różnicę temperatury 15°C pomiędzy warunkami letnimi i zimowymi/nocnymi

Oszczędność energii do 60% dzięki osuszaczom chłodniczym AR Premium*

* W zależności od wybranego osuszacza i warunków jego pracy

Warunki dla powyższej ilustracji -

Wybrano osuszacz: AR 2990P dla natężenia przepływu 1600 cfm przy temperaturze otoczenia 40°C, temperaturze wlotowej 50°C i ciśnieniu roboczym 7 bar.

Warunki zimowe/nocne to temperatura otoczenia 20°C, temperatura wlotowa 30°C; 30% całkowitego rocznego czasu pracy

6000 godzin pracy rocznie, przy czym 25% czasu przy 100% obciążeniu, 40% czasu przy 75% obciążeniu, 25% czasu przy 50% obciążeniu i 10% czasu przy 25% obciążeniu.