Главной задачей осушителей, что следует из их названия, служит максимально возможное снижение количества влаги в сжатом воздухе. Для чего это нужно: многим предприятиям — фармацевтической, пищевой, электронной и других отраслей — на некоторых этапах производства принципиально важно использовать в работе пневматики только сухой воздух. Влажность вызывает коррозию металлических элементов технологических линий, способствует развитию микроорганизмов, и конечно влияет на качество готовой продукции.

 

 

Для разных операций может понадобится разный уровень чистоты сжатого воздуха: очевидно, что для накачки шин и покраски кузова автомобиля требования к качеству воздуха не будут одинаковы. Во втором случае наличие даже мельчайшего количества влаги — критично.

 

 

Напомним, что точка росы — это температура, при которой в данных конкретных условиях воздух насыщается максимально возможным для него количеством влаги, то есть влажность составляет 100%, и образуется конденсат. В разной точке росы, то есть при разной температуре, воздух способен удерживать неодинаковое предельное количество влаги. К примеру:

• При 20 °С — 17,3 г/м³

• При 3 °С — 5,9 г/м³

• При ‒20 °С — 1,07 г/м³

• При ‒40 °С — 0,176 г/м³

Все, что будет выше указанного значения влагосодержания для одного кубического метра — конденсируется, то есть выпадает в осадок. Таким образом, можно говорить о том, что показатель точки росы в каком-то смысле определяет сухость воздуха. Меньше точка росы — ниже способность воздуха переносить воду, а значит, с точки зрения наличия в нем влаги, он становится чище.

Как уже говорилось выше, предприятиям не всегда необходим идеально сухой воздух. Да, влага — это потенциальный риск возникновения проблем в будущем, но для, к примеру, работы пневматического гайковерта не обязательно осушать воздух до 1 класса чистоты, вполне достаточно будет достичь показателя точки росы 3 °С, то есть получить сжатый воздух 4 класса. С учетом использования магистральных фильтров на линии — инструмент точно прослужит долго.

 

 

Для получения воздуха с тем или иным показателем точки росы, применяют различные осушители сжатого воздуха, каждый из которых характеризуется своими преимуществами и недостатками.

 

Типы осушителей сжатого воздуха

На сегодняшний день предприятия разного уровня — от небольших станций технического обслуживания автомобилей до крупных нефтеперерабатывающих заводов — в своих пневматических линиях используют следующие типы осушителей:

 

• Рефрижераторные

• Адсорбционные

• Мембранные

 

Два из трех типов осушителей, — адсорбционные и мембранные, — улавливают частички воды за счет специального материала, а рефрижераторные — охлаждает воздух до точки росы с образованием конденсата.

 

 

Рефрижераторный — единственный тип осушителей, физически понижающий температуру сжатого воздуха. Это, наверное, самое популярное в мире оборудование, которое используют производственные предприятия, не требующие от сжатого воздуха высоких классов чистоты. Чаще всего такие агрегаты предусматривают непрерывный режим работы, хотя на рынке можно встретить более дорогие циклические варианты: с теплоносителем, c цифровым спиральным компрессором, с частотным преобразователем. То же самое касается и системы охлаждения: обычно — воздушное, значительно реже — водяное. Последнее позволяет значительно увеличить пропускную способность осушителя — вплоть до 550 000 литров в минуту.

Точка росы рефрижераторных осушителей, в зависимости от конкретной модели, составляет от 2 до 10 °С, то есть такие агрегаты помогают получить сжатый воздух 4, 5 и 6 класса чистоты. Производительность осушителей может быть разной — от 1500 до 360 000 л/мин, давление — от 4 до 16 бар.

 

 

Адсорбционный осушитель создан для достижения низких точек росы за счет использования поглощающего влагу адсорбента. К слову, этот материал очень чувствителен к качеству входящего воздуха, поэтому перед осушителем обязательно должны быть установлены магистральные фильтры. Агрегат поставляется в одном из двух вариантов: с холодной или горячей регенерацией. Работает непрерывно. Особенность — во время холодной регенерации в атмосферу выбрасывается до 20% применяемого сжатого воздуха, во время горячей регенерации — до 6%.

Точки росы: ‒ 20, ‒ 40, ‒ 70 °С (этот показатель только для осушителей с горячей регенерацией). Производительность моделей в среднем — от 100 до 200 000 л/мин. Давление — от 4 до 16 бар.

 

 

Мембранный — самый компактный, но в то же время, при прочих равных требованиях к давлению и пропускной способности, самый дорогой тип осушителей. Извлекает частички воды из воздуха за счет наличия в корпусе сотен мелких трубчатых фильтрующих элементов. Не требует электричества. Также как и адсорбционный агрегат, чувствителен к входящему воздуху, — в комплектации могут идти один-два магистральных фильтра; при работе «теряет» до 10% сжатого воздуха. Ограничен в пропускной способности.

Точки росы: 15, 3, ‒ 20, ‒ 40 °С. Производительность моделей в среднем — от 50 до 3300 л/мин. Давление — от 7 до 13 бар.

Некоторые предприятия в своих пневматических линиях используют не один тип осушителей, а два или даже три. К примеру, в начале линии, у винтового компрессора, может стоять рефрижераторный осушитель — для всех потребителей, а далее, там, где нужен более чистый воздух, — адсорбционный или мембранный.

Очевидно, что детальное устройство осушителей, в зависимости от поставщика-производителя оборудования, может быть разным, но в целом каждый тип оборудования предусматривает более-менее стандартный набор ключевых компонентов.

 

Устройство рефрижераторного осушителя

Основными элементами рефрижераторного осушителя сжатого воздуха выступают:

 

• Компрессор для хладагента (фреона)

• Конденсатор, включая вентилятор

• Фильтр-осушитель

• Капиллярная трубка или расширительный клапан

• Испаритель

• Клапан горячего газа

• Жидкостный сепаратор

• Клапан сброса конденсата

• Контроллер

 

Компрессор сжимает газообразный фреон, повышая его температуру и увеличивая давление; обеспечивает циркуляцию хладагента по системе.

Конденсатор, оснащенный вентилятором, охлаждает фреон, переводит его из газообразного состояния в жидкое.

Фильтр-осушитель очищает жидкий холодильный агент от мельчайших посторонних включений, а также частичек воды, которые могли случайно попасть в систему, например при техническом обслуживании оборудования.

Капиллярная трубка — длинная тонкая медная трубка — является расширительным устройством, создает сопротивление движению хладагента и за счет капиллярного эффекта снижает давление фреона перед подачей в испаритель. Используется в осушителях относительно малой производительности, в остальных случаях для изменения давления применяют расширительный клапан, он же терморегулирующий вентиль.

Испаритель — утепленный блок, в котором происходит теплообмен между горячим воздухом и холодильным агентом. Именно здесь воздух достигает точки росы и образуется конденсат.

 

 

Клапан горячего газа — на основании данных термобаллона, наполненного термочувствительной жидкостью или газом, подает газообразный фреон в систему циркуляции хладагента для достижения необходимых показателей температуры и давления.

Жидкостный сепаратор установлен сразу перед компрессором. Его задачей служит разделение жидкой и газообразной форм фреона, — в компрессор должен поступать только газ. В некоторых осушителях жидкостный сепаратор может отсутствовать.

Клапан сброса конденсата необходим для периодического слива конденсата с испарителя.

Контроллер — управляет системой, позволяет изменять настройки работы отдельных элементов, корректировать точку росы и так далее.

Конечно, любое оборудование, работающее под давлением, оснащается клапаном аварийного сброса давления, приборами для измерения давления и температуры. В комплектации отдельных моделей рефрижераторных осушителей, чаще всего средней и высокой производительности, встречаются жидкостные ресиверы для фреона, расположенные сразу за конденсатором. Их задачей служит отделение жидкости от газа.

 

Принцип работы рефрижераторного осушителя

Принцип работы рефрижераторного осушителя сжатого воздуха основан на теплообмене между горячим сжатым воздухом и холодным фреоном. И если воздух под давлением «просто» проходит через осушитель, то вот хладагент постоянно циркулирует по системе внутри агрегата.

 

 

Все начинается с того, что герметичный компрессор — поршневой, спиральный или ротационный — сжимает газообразный фреон, тем самым повышая его давление и температуру, обеспечивая циркуляцию хладагента. В качестве агента используют хлорфторуглеводороды, фторуглеводороды или другие производные углеводородов. Наиболее популярными фреонами являются R-22, R-134A, R-407C, R-410A. Стоит отметить, что R-22, из-за наличия в его химическом составе хлора, разрушающего озоновый слой, — наиболее вредный для экологии хладагент, постепенно уходящий в прошлое.

Из компрессора фреон поступает в конденсатор: проходит по радиатору и охлаждается за счет работы вентилятора, переходит в жидкое состояние.

После конденсатора холодильный агент попадает в фильтр-осушитель. Основной фильтрующий элемент — молекулярное сито из активированного оксида алюминия, селикагель или синтетический цеолит — обладает способностью адсорбировать, то есть поглощать частички влаги, которые, в дальнейшем скапливаясь, могли бы негативно повлиять на работу осушителя, как за счет коррозии, так и за счет замерзания в трубопроводе.

 

 

После фильтра-осушителя жидкий фреон, проходя через капиллярную трубку или расширительный клапан, корректирующий количество подаваемой жидкости, поступает в испаритель, — здесь происходит теплообмен. Конструктив этого элемента осушителя, в зависимости от поставщика-производителя, может быть абсолютно разным: где-то потоки хладагента и горячего сжатого воздуха движутся навстречу друг другу и отделяются лишь стенкой, где-то воздух движется по трубе, расположенной внутри трубы с фреоном, где-то потоки разделяются на несколько и как бы «переплетаются».

В испарителе горячий сжатый воздух сначала охлаждается до точки росы, например 3 °С, а потом, двигаясь к выходу из осушителя, дополнительно проходит рядом с потоком входящего горячего воздуха, и немного подогревается. Таким образом, если на входе в агрегат воздух будет иметь температуру, к примеру, плюс 35 °С, то на выходе она будет всегда меньше, вплоть до температуры атмосферного воздуха.

При охлаждении воздуха образуется конденсат, который скапливается в нижней части испарителя, и со временем, благодаря клапану сброса конденсата, периодически сливается.

Фреон в виде газа из испарителя движется в жидкостный сепаратор, где скапливаются мельчайшие остатки жидкого хладагента, которые могли не перейти в газообразную форму. Из сепаратора холодильный агент поступает в компрессор и цикл повторяется.

Отдельно стоит сказать про расширительный клапан и клапан горячего газа. В зависимости от показаний термобаллонов, расположенных на трубопроводах циркуляции фреона, клапана изменяют свою пропускную способность, тем самым корректируя общие значения давления и температуры в системе.

 

 

Устройство адсорбционного осушителя

Адсорбционный осушитель устроен значительно проще рефрижераторного. Среди основных элементов:

 

• Две адсорбционные колонны на раме

• Электромагнитные клапаны (соленойдные, обратный)

• Нагреватель (в случае работы с горячей регенерацией)

• Пневмоглушители

• Контроллер

 

Адсорбционные колонны, наполненные молекулярным ситом, пропускают через себя потоки сжатого воздуха и очищают его от влаги.

Клапаны отвечают за открытие-закрытие направления движения потока воздуха.

Нагреватель — с помощью трубчатых электронагревателей увеличивает температуру сжатого воздуха, предназначенного для горячей регенерации адсорбента.

Пневмоглушители — снижают уровень шума при выпуске увлажненного сжатого воздуха в атмосферу.

Контроллер — обеспечивает взаимодействие между всеми элементами осушителя, визуализирует показатели, изменяет параметры при необходимости.

Конечно, каждый адсорбционный агрегат оснащается монометрами и клапанами аварийного сброса давления. На выходе из осушителя может быть установлен датчик точки росы. Для замены адсорбента на колоннах предусмотрены входы-выходы для загрузки и выгрузки гранулированного фильтрующего материала.

 

 

Принцип работы адсорбционного осушителя

Стоит начать с того, что принцип работы адсорбционных осушителей с холодной и горячей регенерацией практически идентичен. Главное отличие — во втором случае агрегат технология осушения дополняется нагреванием.

Главная труба, предназначенная для входящего сжатого воздуха, имеет Т-образное разветвление, по обеим сторонам которого расположены электромагнитные клапаны, отвечающие за открытие-закрытие движение потока в правую или левую колонну. Когда правый клапан открыт — левый закрыт, и наоборот.

Сначала сжатый воздух поступает в нижнюю часть первой колонны, поднимается наверх, проходит через молекулярное сито, чаще всего представляющее собой активированный оксид алюминия, осушается, и выходит к потребителю. Часть очищенного воздуха, вплоть до 20%, на выходе из первой колонны отсекается для подачи во вторую колонну: здесь он движется уже сверху вниз, проходит через молекулярное сито, забирает с собой влагу и через глушитель уходит в атмосферу.

Через определенное количество времени, заложенное в контроллере, клапаны у главной трубы переключаются: теперь неочищенный сжатый воздух движется сначала во втору. колонну, поднимается наверх, осушается, и уходит потребителю. Часть воздуха уходит в первую колонну, забирает с собой влагу и через глушитель уходит в атмосферу. Через некоторое время цикл повторяется, клапаны переключаются, и входящий сжатый воздух снова направляется в нижнюю часть первой колонны.

Так как воздух, предназначенный для регенерации колонны, не подогревается — агрегат называют осушителем с холодной регенерацией.

В случае же работы горячей регенерации, очищенный сжатый воздух, пройдя через молекулярное сито первой колонны, также поступает потребителю, но его часть, в среднем до 6%, движется сначала в нагреватель, а уже потом — во вторую колонну для забора влаги и выхода в атмосферу через пневмоглушитель.

Таким образом, фильтрующие гранулы каждой колонны, вне зависимости от способа регенерации, при смене циклов «отдают» влагу продувочному воздуху и очищаются. Такое поочередное переключение колонн делают работу адсорбционного осушителя непрерывной.

 

 

Устройство мембранного осушителя

Мембранный осушитель — наиболее простой агрегат для эффективного извлечения влаги из сжатого воздуха. Судите сами, он занимает мало места, в горизонтальном или вертикальном исполнении может быть установлен прямо на пневмолинию, не требует электричества и профессионального технического обслуживания.

Основными элементами мембранного осушителя служат:

• Нанофильтр

• Фильтрующие волокна

Нанофильтр предназначен для очистки входящего сжатого воздуха от мельчайших твердых частиц.

Фильтрующие волокна задерживают влагу из воздуха, тем самым осушая его.

Некоторые модели мембранных осушителей оснащены электромагнитными клапанами для корректировки потока продувочного воздуха и, соответственно, показателя точки росы. Отдельные производители оборудования поставляют мембранные осушители с конденсатоотводчиками.

 

 

Принцип работы мембранного осушителя

Сжатый воздух поступает в мембранный осушитель, движется вниз по трубке в нанофильтр, и поднимается через сотни полых волокон наверх. Материал волокон — холлофайбер — способен удерживать влагу. За счет минимальной разницы давлений внутри и снаружи волокон, частицы воды постепенно выдавливаются на их внешнюю стенку.

Конструкция мембранного осушителя предусматривает забор части очищенного сжатого воздуха для продувания фильтрующих волокон. Так, определенный объем воздуха, в среднем до 10%, из сопла движется снаружи волокон, собирает частицы воды и уходит в атмосферу.

Подытожив все вышесказанное: наиболее недорогой и практичный вариант агрегата для очистка сжатого воздуха от влаги — рефрижераторный осушитель. Он обеспечит предприятию воздух 4, 5 и 6 класса чистоты, что вполне достаточно для реализации большинства относительно простых операций, осуществляемых в отапливаемом помещении или на улице в теплое время года.

 

 

Адсорбционные осушители просто необходимы для пищевого, электронного и фармацевтического производства, и будут полезны при выполнении работ, связанных с профессиональной покраской. Низкая точка росы — до минус 70 °С — обеспечит практически отсутствие влаги в сжатом воздухе, а значит его можно будет использовать даже при минусовых температурах. Конечно, при этом на пневмолинию нужно будет установить магистральные фильтры, — адсорбент быстро придет в негодность при наличии в воздухе мелких твердых частиц или масла, которое постепенно покроет гранулы материала тонкой пленкой, и он потеряет свои свойства.

Мембранные осушители — отличное решение для небольших предприятий, решающих производственные задачи с учетом потребления очень чистого сжатого воздуха. Они компактны, не потребляют электроэнергию, не требуют пристального внимания и обслуживания. К явным минусам таких устройств можно отнести малую производительность и дороговизну. Для примера: мембранный осушитель на 10 бар с пропускной способностью 2100 литров в минуту может стоить более 300 тысяч рублей.

Если ваше предприятие планирует приобрести надежное оборудование для осушения воздуха, обратите внимание на агрегаты от компании Acovent.

 

Мы поставляем:

— Осушители рефрижераторного типа под давление воздуха 4‒16 бар для достижения точки росы от 2 до 10 °С — производительностью от 1500 до 110 000 л/мин с воздушным охлаждением и от 11 000 до 550 000 л/мин — с водяным охлаждением

— Осушители адсорбционного типа с холодной и горячей регенерацией под давление воздуха 4‒10 бар для достижения точек росы ‒ 20, ‒ 40 или ‒ 70 °С — производительностью от 1200 до 160 000 л/мин

 

Для начала совместной работы позвоните нам по телефону 8 (843) 280-01-01, отправьте запрос на info@acovent.ru или свяжитесь любым другим удобным способом, представленным в разделе с контактами.

Осушители сжатого воздуха от компании Acovent — это стабильная работа, длительный срок службы вашего пневмооборудования и высокое качество готовой продукции.