Осушители сжатого воздуха

Осушители сжатого воздуха предназначены для удаления из него влаги и конденсата. Влага может привести к коррозии оборудования, засорению фильтров и снижению эффективности работы систем. Осушители обеспечивают подготовку воздуха до заданной точки росы, что позволяет избежать этих проблем и увеличить срок службы оборудования.

Основные типы осушителей сжатого воздуха

Существует три основных разновидности, каждая из которых имеет свои особенности и применение:

• Рефрижераторные: Используются в большинстве промышленных приложений и основаны на принципе охлаждения воздуха для конденсации влаги.
• Мембранные: Идеальны для мобильных и компактных систем, работают на основе принципа фильтрации влаги через мембрану.
• Адсорбционные: Используются в особо критичных применениях, где требуется очень низкая точка росы.

Рефрижераторные осушители

Осушка за счет охлаждения применяется наиболее часто. Самый главный ее недостаток заключается в том, что результирующая точка росы всегда будет выше 0, обычно +1,5…+3°С. Иначе выпадающий конденсат будут тут же замерзать и закупоривать проходные сечения.

Принцип работы холодильного осушителя показан на рисунке выше. Сначала влажный воздух поступает в теплообменник, где его температура незначительно понижается, поскольку рядом проходит уже сухой холодный воздух. Часть конденсата выпадает в теплообменнике, но основной процесс влагоотделения идет в камере охлаждения, через которую по спиральному трубопроводу течет охладитель. Образовавшийся конденсат отводят через дренажный клапан, а осушенный воздух направляют к потребляющим устройствам.

В зависимости от расхода воздуха через осушитель, рабочего давления и окружающей температуры результирующая точка росы настраивается на +1,5…+3°С. Ограничений по расходу для холодильных осушителей нет. Обычно его подбирают по необходимому пиковому потреблению воздуха.

Мембранные осушители

Мембранный осушитель работает по принципу фильтрации. Его основной элемент – пучок полых древесных волокон-мембран, стенки которых не пропускают воздух, но впитывают влагу.

По мере прохождения по такой «трубочке» воздух становится суше, поэтому эффективность работы зависит от длины пути. На выходе через дроссели часть сухого воздуха, обычно это 15…20%, направляется вверх – в кольцевое пространство между пучком волокон и корпусом, чтобы усилить интенсивность удаления влаги. Этот же воздух выносит влагу в атмосферу, т.е. мембранный осушитель постоянно травит воздух, что делает его работу не очень экономичной. Если этот сброс нельзя делать непосредственно в месте установки осушителя, например, в шкафу, то на корпус надевают кольцевую накладку со штуцером и с помощью шланга отводят влажный воздух в безопасное место.

Мембранный осушитель не гарантирует получение определенного значения точки росы, а просто понижает ее по сравнению с входной в зависимости от расхода на 13…25 градусов (большее снижение при меньшем расходе). Например, если воздух на входе в осушитель имеет точку росы +3°С, то на выходе будет –17°С. А если последовательно подключить еще один осушитель, то на его выходе будет уже около –37°С. Но при этом на каждом осушителе будет теряться до 20% расхода.

Воздух на входе в осушитель не должен содержать капельной влаги и твердых частиц размером более 0,01 мкм (класс чистоты 1.х.2). Время выхода на режим получения минимальной точки росы от 2 до 10 минут, а срок службы достигает 5 лет.

Мембранные осушители – единственные, которые можно ставить в блок подготовки воздуха вместе с другими элементами. Но самые большие из них имеют стандартный номинальный расход всего около 1.000 л/мин.

Осушители методом сорбции

Установки, использующие этот принцип, разделяют на два похожие класса, похожие по звучанию, но имеющие принципиальные отличия:

• Абсорбционные
• Адсорбционные

Абсорбционные осушители

В абсорбционном осушителе находящаяся в сжатом воздухе вода вступает в химическую реакцию со специальным веществом-абсорбентом, которое после насыщения нужно менять. Поскольку делать это приходится довольно часто, а достижимая точка росы всего –15°С, такие осушители сейчас используют крайне редко.

Адсорбционные осушители

Для получения низких значений точки росы используются адсорбционные осушители.

В них взаимодействие воды и твердого вещества происходит не по всему объему, а только по поверхности. В емкостях такого осушителя находится гранулированное вещество, известное как силикагель (силикат натрия). Может использоваться и оксид алюминия. Гранулы имеют множество полостей, в которые и захватываются пары воды. Когда эти полости заполняются водой, адсорбент нуждается в восстановлении. Поэтому одна емкость в осушителе работает, а вторая восстанавливается. Затем они меняются друг с другом. Процесс восстановления может быть горячим или холодным.

В первом случае, который характерен для стационарных установок большой производительности, насыщенный адсорбент сушится подогретым воздухом от отдельного источника.

В портативных осушителях с расходом до 2.500 л/мин. используется холодная регенерация, когда просто часть (15…30%) выходного сухого воздуха идет на осушку неработающей емкости. Время переключения между емкостями лежит в пределах 15…20 минут, тогда при горячей регенерации оно может составлять несколько часов или суток. Осушители с холодной регенерацией могут даже не требовать электропитания, или оно идет только на сервисные нужды (отвод конденсата, индикация и т.п.).

Адсорбционные осушители требуют очистки воздуха на входе (класс 6.4.4), но нужен и фильтр на выходе, чтобы останавливать частички адсорбента.

Точку росы можно настроить от –40°С до –70°С, обычно за счет снижения расхода. Конечно, на их работе сказывается требуемое давление сжатого воздуха и окружающая температура (температура воздуха на входе). Время выхода на режим здесь довольно большое – от 2 до 36 часов, а срок службы адсорбента достигает 15.000 часов. Обычно время замены указывается в документации, определяется встроенной индикацией или по цвету адсорбента. Например, существуют типы силикагеля с цветовой индикацией насыщения. В сухом состоянии они голубого цвета, а после насыщения водой становятся розовыми.

Преимущества и недостатки каждого типа

Выбор оборудования зависит от множества факторов, и у каждого типа есть свои плюсы и минусы.

• Преимущества и недостатки рефрижераторных осушителей:
  • Преимущества: низкая стоимость, простота в эксплуатации, надежность.
  • Существенный недостаток метода охлаждения – точка росы всегда выше 0°С (как правило находится в диапазоне +1,5/+3°С). Это обусловлено тем, что при более низких температурах будет происходить замерзание конденсата с закупориванием дренажных каналов.
  • Также недостатком является высокое энергопотребление при больших объемах.
• Преимущества и недостатки мембранных осушителей:
  • Преимущества: компактность, мобильность, быстрый выход в режим получения точки росы, значительный срок службы (до 5 лет).
  • Недостатки: высокая стоимость, ограниченный ресурс мембраны.
  • Установки мембранного типа не поддерживают определенное значение точки росы. Они понижают ее в сравнении с входной на 13-25°С. Подключив последовательно два таких устройства, можно значительно понизить точку росы на 40-45°С. Однако при этом расход на стравливание составит 20%, что очень много даже для систем, способных вырабатывать большие объемы.
  • Еще один недостаток – небольшая пропускная способность (до 1000 л/мин).
• Преимущества и недостатки адсорбционных осушителей:
  • Преимущества: возможность достижения очень низких точек росы (-40°С или даже -70°С), высокая эффективность.
  • Недостатки: высокая стоимость, сложность в эксплуатации и обслуживании.

Характеристики осушителей

При выборе оборудования подготовки воздуха важно учитывать ряд ключевых характеристик, которые определяют его эффективность и подходящесть для конкретного применения.

• Принцип действия: Отличается в зависимости от типа осушителя и влияет на его эффективность и область применения.
• Расход: Объем воздуха, который осушитель может обработать за определенный период времени. Измеряется в кубических метрах в час или литрах в минуту.
• Давление: Рабочее давление системы, обычно измеряется в барах или мегапаскалях.
• Точка росы: Температура, при которой влага начинает конденсироваться из воздуха. Чем ниже точка росы, тем суше воздух.
• Другие характеристики: Эффективность удаления влаги, энергопотребление, габариты и вес.

Как выбрать подходящий осушитель

Выбор осушителя сжатого воздуха — это ответственный процесс, который требует учета ряда факторов:

• Определение потребностей: Оцените, какие характеристики вам необходимы, включая расход, давление и точку росы.
• Сравнение типов: Изучите преимущества и недостатки каждого типа, чтобы определить, какой из них наиболее подходит для вашего применения.
• Экономическая эффективность: Учитывайте не только стоимость самого оборудования, но и расходы на его эксплуатацию и обслуживание.
• Консультация с экспертами: Не стесняйтесь обращаться к профессиональным специалистам для получения консультации и рекомендаций.

Заключение

Осушители сжатого воздуха играют ключевую роль в подготовке воздуха для промышленных систем. В зависимости от ваших потребностей, вы можете выбрать холодильные, мембранные или адсорбционные модели. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе.

Продукцию, описанную в этой статье, можно приобрести в интернет-магазине "Би Энд Би Инжиниринг" по выгодной цене, с доставкой по Москве и всей России. Профессиональные специалисты компании окажут бесплатную техподдержку, проконсультируют по техническим вопросам, помогут выбрать подходящую продукцию из наличия или с коротким сроком поставки и при необходимости подберут аналоги.