Wszystko co musisz wiedzieć o osuszaczach ziębniczych – budowa i zasada działania

Zadaniem osuszacza chłodniczego jest usunięcie wody z powietrza wytworzonego przez sprężarkę na tyle skutecznie, by całkowicie wyeliminować proces pojawiania się kondensatu i zjawisko korozji w instalacji sprężonego powietrza zasilającej urządzenia produkcyjne.
Za osuszaczem chłodniczym (w odróżnieniu od zwykłej chłodnicy powietrza) dodatkowo uzyskujemy korzyść w postaci redukcji wilgotności względnej powietrza na wyjściu do wartości RH < 30%, tj. progu pojawiania się zjawiska korozji w instalacji i w urządzeniach w niej zainstalowanych.

Sprężone powietrze jest powszechnie stosowanym i dogodnym nośnikiem energii, lecz koszt jego wytwarzania i przygotowania do oczekiwanej klasy czystości ma znaczny udział w całorocznym budżecie podczas eksploatacji każdego zakładu.

1. Wymiennik ciepła, zwykle z aluminium - w mniejszych osuszaczach najczęściej o zwartej, kompaktowej konstrukcji. To nierozbieralny zespół stanowiący 3 sekcje tj. układ współpracujących ze sobą dwóch wymienników: powietrze-powietrze i powietrze – freon oraz komorę, w której zbierane są skropliny (kondensat).

Sekcja powietrze-powietrze: tu odbierane jest wstępnie ciepło ze strumienia powietrza wlotowego przez powietrze (t = +3 °C) opuszczające główny wymiennik powietrze-freon. Jednocześnie powietrze osuszone jest tu ponownie podgrzewane do temperatury bliskiej temperaturze wlotowej. Sekcja powietrze-freon : główny wymiennik, w którym następuje intensywny odbiór ciepła ze sprężonego powietrza za pośrednictwem czynnika chłodniczego (freonu). Efektem jest obniżenie temperatury sprężonego powietrza i kondensacja wody, która na bieżąco jako kondensat jest usuwana na zewnątrz przez trzecią sekcje – komorę, do której podłączony jest dren / zawór spustowy. Taka konstrukcja zdecydowanie odróżnia osuszacz od zwykłych chłodnic i schładzarek.

Obecnie w dobrych osuszaczach wymiennik taki ma specjalnie opracowaną budowę o małych gabarytach, z kanałami obu sekcji o znacznym przekroju, lecz prowadzonymi tak, aby zapewnić maksymalnie efektywną wymianę ciepła (np. z zastosowaniem metody przeciwprądu i bez zbędnych zmian kierunku strumienia powietrza w wymienniku, jak w serii Drypoint RA firmy Beko Technologies czy CQ Buran firmy Donaldson).

W efekcie przy zwartej budowie uzyskuje się bardzo dobre właściwości termodynamiczne i co ważne znikomy spadek ciśnienia powietrza. W urządzeniach oferowanych przez Pneumat. to jedynie 0,15...0,17 bar.

Integralną częścią tego zespołu jest komora (czasem z demisterem) na zbierający się (grawitacyjnie) kondensat, w której bezpośrednio do króćca wylotowego zainstalowany jest spust kondensatu.

Zwykle zespół wymiennika jest jednym z najkosztowniejszych komponentów osuszacza chłodniczego, stanowiącym do 60-70% wartości całego urządzenia.

2. Sprężarka czynnika chłodniczego to element, od którego jakości i niezawodności w znacznym stopniu zależy trwałość osuszacza, ale też decydujący o zużyciu energii. Zwykle w mniejszych i średnich urządzeniach montowane są odpowiednio dobrane do typu czynnika chłodniczego sprężarki tłokowe, nierozbieralne i bezobsługowe. Bardziej niezawodne i wydajne energetycznie są sprężarki typu ”scroll” montowane coraz częściej w osuszaczach wiodących producentów.

W przypadkach, gdy mamy zmienne zapotrzebowanie na sprężone powietrze, warto zdecydować się na osuszacz z bardziej zaawansowanym sterownikiem umożliwiającym dostosowanie wydajności i poboru mocy elektrycznej do bieżącego obciążenia, albo z wbudowanym falownikiem (z płynną regulacją prędkości obrotowej sprężarki freonu).

Zwłaszcza osuszacze zwane „zmiennobrotowymi” typu „Eco” są obecnie godne szczególnej uwagi przy współpracy z kompresorami o zmiennej wydajności, gdyż pozwalają ograniczyć koszty energii aż do 50% względem urządzeń standardowych. Jest to niezwykle istotne, bowiem ok. 80% opłat związanych z siecią sprężonego powietrza to wydatki na energię elektryczną.

3. Dren kondensatu – pozornie niewielki element, lecz niezwykle ważny w osuszaczu ziębniczym. Od sprawnego odprowadzania skroplin odseparowanych w wymienniku ciepła zależy skuteczność działania stacji uzdatniania sprężonego powietrza.

W przypadku niesprawności drenu lub zablokowania odpływu kondensatu nie uzyskamy oczekiwanego efektu osuszania - kondensat nie zostanie usunięty na zewnątrz, a po niedługim czasie nagromadzona w stacji osuszania woda może doprowadzić nawet do zablokowania wymiennika ciepła i jego zniszczenia. Dlatego istotne, by osuszacz był wyposażony w niezawodny, skuteczny (np. elektroniczny) i łatwy w konserwacji dren kondensatu.

4. Sterownik i kontrola stanu pracy - elementy decydujące o wygodzie i bezpieczeństwie użytkowania. Doświadczenie wskazuje, że stacje osuszania wyposażone w nowoczesny, prosty w obsłudze sterownik, z czytelnym i intuicyjnym wyświetlaczem stanu i parametrów pracy jest chętniej wybierany przez użytkowników.

Podczas wyboru urządzenia do uzdatniania warto też zwrócić uwagę na rodzaj elementów automatyki optymalizujących pracę obwodu czynnika chłodniczego (jak np. zawór obejściowy „tzw. hot gas valve”) czy awaryjnych wyłączników ciśnieniowych.