Выбор осушителя — один из ключевых этапов при проектировании системы сжатого воздуха. Даже правильно подобранный компрессор не устраняет влагу: атмосферный воздух содержит водяной пар, а после сжатия и последующего охлаждения часть этой влаги превращается в конденсат.
Вода в пневмосети может способствовать коррозии трубопроводов, нарушать работу клапанов и цилиндров, увеличивать нагрузку на фильтры и отрицательно влиять на технологические процессы. Поэтому выбирать осушитель только по производительности компрессора недостаточно.
Практический подбор начинается с требуемой точки росы, расхода, давления, температуры и условий эксплуатации.
Шаг 1. Определите требуемую точку росы
Главный параметр осушки — точка росы под давлением (Pressure Dew Point, PDP). Она показывает температуру, при которой водяной пар в сжатом воздухе начнёт конденсироваться при рабочем давлении.
Чем ниже требуемая точка росы, тем более глубокая осушка необходима.
Для многих стандартных производственных пневмосистем достаточно рефрижераторной технологии. Для соответствующих промышленных моделей точка росы под давлением составляет примерно 2–10°C.
Если трубопровод проходит через холодные или неотапливаемые зоны либо технологический процесс требует значительно более сухого воздуха, может потребоваться адсорбционный осушитель с точкой росы порядка −20°C или −40°C, в зависимости от исполнения.
Поэтому ориентироваться следует не на принцип «чем суше, тем лучше», а на реальные условия. Подробнее этот параметр рассмотрен в материале о точке росы рефрижераторного осушителя.
Шаг 2. Соберите исходные параметры системы
До выбора конкретной модели необходимо определить пять основных параметров:
- средний и максимальный расход сжатого воздуха;
- рабочее давление;
- максимальную температуру воздуха непосредственно на входе осушителя;
- температуру окружающей среды в месте установки;
- режим работы и возможные пики потребления.
Дополнительно необходимо знать минимальную температуру трубопроводов и требуемое качество воздуха в точке потребления.
Номинальная производительность в каталоге относится к определённым расчётным условиям. При изменении давления, температуры входящего воздуха или окружающей среды фактическая нагрузка на осушитель также меняется.
Поэтому модель, номинально соответствующая расходу компрессора, не обязательно обеспечит требуемую точку росы в реальных условиях.
Шаг 3. Выберите подходящую технологию осушки
Рефрижераторный осушитель
Для большинства общепромышленных задач рефрижераторные осушители сжатого воздуха являются практичным решением.
Оборудование охлаждает сжатый воздух, в результате чего часть водяного пара конденсируется. Жидкость отделяется сепаратором и выводится через автоматический дренаж, после чего осушенный воздух снова нагревается перед поступлением в магистраль.
Такая технология подходит для пневматического инструмента, автоматизированных линий, сборки, упаковки и многих других производственных процессов, если точки росы 2–10°C достаточно для условий эксплуатации.
Адсорбционный осушитель
Если требуется более глубокая осушка, рассматриваются адсорбционные осушители сжатого воздуха.
В них водяной пар удаляется адсорбентом. В зависимости от конструкции и режима регенерации доступны решения с точкой росы порядка −20°C или −40°C.
Такая технология особенно актуальна, когда трубопроводы работают при низких температурах или технологический процесс предъявляет повышенные требования к влажности.
При этом необходимо учитывать расход воздуха на регенерацию. Например, для соответствующих безнагревных моделей он составляет примерно 8–14%, а для осушителей с нагревом — около 4–8%. Поэтому тип регенерации влияет не только на сухость воздуха, но и на эксплуатационные расходы.
Подробное сравнение приведено в материале рефрижераторный или адсорбционный осушитель.
Шаг 4. Правильно рассчитайте производительность
Одна из наиболее распространённых ошибок — выбирать осушитель исключительно по номинальному расходу компрессора.
Необходимо учитывать максимальный фактический поток воздуха и условия, при которых он поступает в осушитель.
Особенно важна температура на входе. Чем горячее воздух, тем выше тепловая и влаговая нагрузка.
Например, для соответствующей высокотемпературной серии рефрижераторных осушителей номинальная температура входящего воздуха составляет 50°C, а максимально допустимая — ≤80°C. Но эти значения нельзя автоматически переносить на любую модель: у разных серий рабочие диапазоны отличаются.
Если условия эксплуатации отличаются от номинальных, производительность следует проверять с учётом корректирующих коэффициентов производителя.
Шаг 5. Учитывайте давление и потери давления
Рабочее давление влияет и на подбор осушителя, и на работу всей пневмосети.
Для соответствующих промышленных рефрижераторных моделей номинальное давление составляет 0,7 МПа, а рабочий диапазон — 0,6–1,0 МПа. Для других серий параметры могут отличаться.
При этом важно учитывать не только давление перед осушителем, но и давление, которое необходимо конечному оборудованию.
Осушитель, фильтры, трубопроводы, клапаны и фитинги создают сопротивление. Избыточное падение давления заставляет компрессорную систему работать менее эффективно или приводит к недостаточному давлению у потребителя.
Поэтому при проектировании необходимо оценивать падение давления во всей системе сжатого воздуха, а не только характеристики одного осушителя.
Шаг 6. Не забывайте о фильтрации и дренажах
Осушитель удаляет влагу, но не заменяет полноценную очистку сжатого воздуха.
В зависимости от компрессора и требований процесса воздух может содержать твёрдые частицы и масло. Для их удаления применяются соответствующие прецизионные фильтры сжатого воздуха.
Состав и расположение фильтров должны определяться требованиями конкретной системы. Универсальная последовательность «одинаковая для всех» здесь не нужна.
Не менее важен отвод конденсата. Если сепаратор эффективно отделяет жидкость, но дренаж работает неправильно, вода может накапливаться и снова попадать в воздушный поток.
Нужен ли внешний aftercooler
Внешний охладитель после компрессора может быть полезен для снижения температуры воздуха и предварительного удаления части конденсата.
Но утверждение, что aftercooler обязательно нужен перед каждым осушителем, неверно.
Некоторые промышленные высокотемпературные рефрижераторные осушители уже имеют встроенный предварительный охладитель. Поэтому решение принимают исходя из конструкции выбранного оборудования и фактической температуры воздуха на входе.
То же относится к ресиверу, фильтрам и другим элементам: схема подготовки воздуха должна адаптироваться под конкретный объект.
Типичные ошибки при выборе
На практике особенно важно избегать нескольких ошибок: подбора только по номинальному расходу компрессора; игнорирования максимальной температуры входящего воздуха; отсутствия запаса для реальных пиков потребления; выбора точки росы без учёта минимальной температуры трубопровода; недооценки падения давления; неправильной фильтрации и отвода конденсата; а также неоправданного требования максимально низкой точки росы.
Отдельно стоит учитывать перспективу расширения производства. Если в ближайшем будущем планируется подключение новых потребителей, это лучше предусмотреть при проектировании системы, а не после установки оборудования.
Итог
Правильный выбор осушителя начинается не с модели, а с условий эксплуатации.
Сначала определите требуемую точку росы, затем соберите данные по максимальному расходу, рабочему давлению, температуре воздуха на входе, температуре окружающей среды и режиму нагрузки.
Для большинства стандартных промышленных пневмосистем подходит рефрижераторная осушка с точкой росы порядка 2–10°C. Если необходима более глубокая осушка или сеть проходит через холодные участки, следует рассматривать адсорбционную технологию с точкой росы до −20°C или −40°C, в зависимости от исполнения.
После выбора технологии необходимо проверить реальную производительность с учётом рабочих условий, падение давления, фильтрацию и отвод конденсата. Такой подход позволяет подобрать осушитель по реальной задаче производства, а не только по номинальным цифрам в характеристиках.
