Сжатый воздух используется в самых разных отраслях — от упаковки и металлообработки до электроники и фармацевтики. Но атмосферный воздух всегда содержит водяной пар. После сжатия и последующего охлаждения часть этой влаги превращается в конденсат, который может вызывать коррозию трубопроводов, нарушать работу пневмокомпонентов и отрицательно влиять на технологические процессы.
Поэтому выбор осушителя начинается не с названия технологии, а с требуемой точки росы под давлением, расхода воздуха, давления, температуры и условий эксплуатации. Рассмотрим основные типы оборудования, применяемые в промышленных системах.
1. Рефрижераторный осушитель
Рефрижераторные осушители сжатого воздуха — распространённое решение для общепромышленных задач.
Принцип работы основан на охлаждении сжатого воздуха. При снижении температуры водяной пар конденсируется, жидкость отделяется сепаратором и удаляется автоматическим дренажом. После этого осушенный воздух снова нагревается перед поступлением в магистраль.
Для соответствующих промышленных моделей точка росы под давлением составляет примерно 2–10°C. Такой уровень подходит для многих производственных линий, пневмоинструмента, упаковочного и сборочного оборудования, если трубопроводы не подвергаются значительному охлаждению.
При подборе особенно важно учитывать температуру воздуха на входе, давление, температуру окружающей среды и максимальный расход.
2. Адсорбционный осушитель
Адсорбционные осушители применяются, когда рефрижераторной осушки недостаточно. Водяной пар в них удаляется с помощью адсорбента, благодаря чему можно получить значительно более низкую точку росы.
Для соответствующих промышленных исполнений доступны значения порядка −20°C или −40°C, в зависимости от конструкции. Такая осушка востребована при низкой температуре трубопроводов и в процессах с повышенными требованиями к влажности.
Существует несколько способов регенерации адсорбента. Безнагревные модели используют часть уже осушенного воздуха для регенерации; для соответствующей серии средний расход продувочного воздуха составляет около 8–14%. В осушителях с регенерацией нагревом расход продувочного воздуха может быть ниже — порядка 4–8%, но дополнительно используется энергия на нагрев.
Для крупных компрессорных систем также применяются осушители с использованием тепла сжатия, где тепло горячего сжатого воздуха используется в процессе регенерации.
3. Комбинированные осушители
Если требуется глубокая осушка при значительном расходе воздуха, могут применяться комбинированные системы.
В такой конфигурации сжатый воздух сначала проходит рефрижераторную ступень и охлаждается примерно до 2–10°C, где удаляется основная масса конденсируемой влаги. Затем воздух проходит фильтрацию и поступает в адсорбционную секцию для более глубокой осушки.
Предварительное удаление влаги снижает нагрузку на адсорбент и может уменьшить расход воздуха на его регенерацию, а также увеличить срок службы сорбента.
Такие решения целесообразны там, где требуется точка росы до −40°C, но параметры системы и экономика эксплуатации требуют сочетания двух технологий.
4. VFD-осушитель: вариант рефрижераторной технологии
Осушитель с частотным регулированием — это не отдельный физический принцип удаления влаги, а разновидность рефрижераторного оборудования.
Рефрижераторный осушитель с VFD регулирует работу системы в соответствии с изменением нагрузки. Это особенно актуально для предприятий, где потребление сжатого воздуха существенно меняется в течение смены.
При стабильной нагрузке классическая рефрижераторная система может быть достаточной. При выраженных колебаниях расхода частотное регулирование позволяет лучше адаптировать работу оборудования к фактическому потреблению.
При этом экономический эффект зависит от реального профиля нагрузки и не должен рассматриваться как одинаковый для каждого объекта.
Чтобы подробнее разобраться в физических и химических механизмах осушки, изучите нашу статью «Четыре принципа удаления влаги из сжатого воздуха». В ней рассматриваются процессы конденсации, адсорбции, мембранной диффузии и химического поглощения влаги, а также связанные с ними особенности эксплуатации и диагностики.
Что насчёт мембранных и деликвесцентных осушителей
Здесь важно не смешивать разные термины.
В линейке рассматриваемого оборудования обозначение PD Series Membrane Digital Display Refrigeration Dryer относится к серии рефрижераторных осушителей и не означает отдельный мембранный принцип осушки воздуха.
Отдельные мембранные осушители действительно существуют как технология, однако в рассматриваемой продуктовой линейке такой самостоятельный тип осушителя не представлен. Поэтому при выборе оборудования в данном случае корректнее ориентироваться на рефрижераторные, адсорбционные и комбинированные решения.
То же относится к деликвесцентным осушителям: они не входят в представленную линейку, поэтому включать их в практический подбор оборудования здесь нет необходимости.
Как выбрать между рефрижераторным и адсорбционным осушителем
Главный критерий — не отрасль сама по себе, а требуемая точка росы и минимальная температура, которой будет подвергаться сжатый воздух после осушителя.
Если производственная сеть расположена в отапливаемом помещении и точки росы 2–10°C достаточно, рефрижераторная технология обычно является рациональным вариантом.
Если трубопровод проходит через холодные зоны или процесс требует точки росы −20°C или −40°C, следует рассматривать адсорбционную или комбинированную систему.
Более подробно различия разобраны в сравнении рефрижераторного и адсорбционного осушителя.
Какие параметры нужны для подбора
Перед выбором конкретного типа и модели необходимо определить:
- требуемую точку росы;
- средний и максимальный расход воздуха;
- рабочее давление;
- максимальную температуру воздуха на входе;
- температуру окружающей среды;
- минимальную температуру трубопровода;
- режим и колебания нагрузки;
- требования к частицам и маслу в конечном воздухе.
Нельзя выбирать оборудование только по производительности компрессора. Номинальный расход осушителя указывается для определённых условий, а повышенная температура, изменение давления и другие факторы могут влиять на его фактическую производительность.
Фильтрация и дренаж — часть системы подготовки воздуха
Ни один тип осушителя не должен рассматриваться изолированно от остальных компонентов компрессорной системы.
Сжатый воздух может содержать не только водяной пар, но также твёрдые частицы и масло. Поэтому в зависимости от требований процесса используются фильтры, сепараторы и автоматические дренажи. Подробнее взаимосвязь этих элементов рассмотрена в материале о фильтрах и осушителях сжатого воздуха.
При этом универсальной последовательности оборудования для всех объектов нет. Aftercooler, ресивер, фильтры, осушитель и другие компоненты располагаются с учётом конструкции компрессорной, характеристик выбранного оборудования и требований конечного потребителя.
Итог
Основные промышленные решения для осушки сжатого воздуха — рефрижераторные, адсорбционные и комбинированные осушители. VFD представляет собой вариант управления рефрижераторной системой, а способы регенерации определяют особенности эксплуатации адсорбционного оборудования.
Рефрижераторная технология с точкой росы порядка 2–10°C подходит для большинства стандартных производственных пневмосистем. Адсорбционные решения применяются, когда требуется более глубокая осушка до −20°C или −40°C, а комбинированные системы позволяют объединить предварительное охлаждение и глубокую адсорбционную осушку.
Правильный выбор определяется требуемой точкой росы, расходом, давлением, температурой и режимом нагрузки. Именно эти параметры позволяют подобрать технологию под реальную задачу, а не просто выбрать «самый мощный» или «самый сухой» вариант.
