Osuszacz ziębniczy czy adsorpcyjny – jaki wybrać?

Osuszacz adsorpcyjny sprężonego powietrza - wstęp

Zasada działania

Osuszacz adsorpcyjny wykorzystuje materiały adsorpcyjne, takie jak żel krzemionkowy, tlenek glinu lub sita molekularne, które mają zdolność do przyciągania i zatrzymywania cząsteczek wody z powietrza. Proces osuszania adsorpcyjnego może być realizowany w trybie regeneracji tzw. ciepłej lub zimnej:

• regeneracja tzw. „na gorąco” - wykorzystuje ciepło do usuwania wilgoci z adsorbentu. Proces ten może być przeprowadzany za pomocą gorącego powietrza (pobieranego najczęściej z otoczenia przy użyciu wbudowanej dmuchawy lub pompy podciśnieniowej), z wykorzystaniem grzałek elektrycznych lub niekiedy zastosowaniem np. wymiennika ciepła para-powietrze.

• regeneracja tzw. ”na zimno” - wykorzystuje cześć strumienia osuszonego już powietrza do regeneracji adsorbentu. W tym przypadku regeneracja odbywa się bez dodatkowego źródła ciepła, ale występuje strata powietrza w osuszaczu ok. 17-20 % względem strumienia wlotowego.

Zalety osuszaczy adsorpcyjnych

1. Wysoka skuteczność osuszania - mogą osiągnąć bardzo niski punkt rosy, nawet do minus 40°C lub niżej, co jest kluczowe w aplikacjach wymagających bardzo suchego powietrza

2. Trwałość i niezawodność - są w stanie działać w trudnych warunkach przemysłowych przez długi czas bez awarii.

Wady osuszaczy adsorpcyjnych

1. Wyższe koszty eksploatacji - koszty energetyczne związane z regeneracją adsorbentu, zwłaszcza w przypadku regeneracji ciepłej (zwykle przy dużych wydajnościach) są znacznie wyższe w porównaniu z eksploatacją osuszaczy kondensacyjnych / chłodniczych.

2. Regularna konserwacja - wymagają regularnej konserwacji i wymiany materiału adsorpcyjnego, co zwiększa koszty operacyjne.

3. Większe zużycie energii - proces regeneracji, zwłaszcza przy użyciu ciepła, jest energochłonny.

4. Wrażliwość na przeciążenie względem przepływu nominalnego dla danego modelu osuszacza (zwłaszcza wersje z regeneracją na zimno) - osuszacz adsorpcyjny jest wyposażony w zbiorniki o specjalnie dobranej objętości, co oznacza ilość adsorbentu o konkretnej dla danego przepływu powietrza max. zdolności zatrzymywania wilgoci i skutecznej regeneracji w określonym czasowo cyklu przełączania funkcji zbiorników „osuszanie-regeneracja” .

5. Wrażliwość na obecność oleju w sprężonym powietrzu oraz wody w postaci ciekłej.

Zastosowanie osuszaczy adsorpcyjnych

Osuszacze sprężonego powietrza adsorpcyjne są idealne w aplikacjach, gdzie wymagane jest uzyskanie bardzo niskiego punktu rosy. Znajdują zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, chemicznym, produkcji elektroniki, w energetyce oraz w systemach, gdzie powietrze musi być wolne od wilgoci nawet w bardzo niskich temperaturach.

Osuszacz kondensacyjny (chłodniczy, ziębniczy) - wstęp

Zasada działania

Osuszacz kondensacyjny (chłodniczy) działa na zasadzie schładzania sprężonego powietrza do temperatury poniżej punktu rosy, co powoduje kondensację pary wodnej. Skroplona woda jest następnie oddzielana i usuwana z powietrza, a osuszone powietrze jest ponownie podgrzewane do temperatury zbliżonej do temperatury wlotowej do osuszacza.

Zalety osuszaczy kondensacyjnych

1. Niskie koszty eksploatacji - osuszacze chłodnicze mają niższe koszty operacyjne w porównaniu do osuszaczy adsorpcyjnych.

2. Łatwość instalacji i konserwacji - są prostsze w instalacji i wymagają mniej intensywnej konserwacji.

3. Efektywność energetyczna - mają niższe zużycie energii, co przekłada się na mniejsze koszty operacyjne.

4. Brak strat sprzężonego powietrza na regenerację (występujących najczęściej w osuszaczach adsorpcyjnych).

5. Zazwyczaj kompaktowa konstrukcja, niewielkie gabaryty.

6. Eliminacja zjawiska korozji w instalacjach pneumatycznych – efektem zastosowania osuszaczy chłodniczych jest redukcja wilgotności względnej sprzężonego powietrza poniżej RH ok. 25…30 %. Poniżej tej wartości wilgotności względnej zjawisko korozji praktycznie jest wyeliminowane.

Wady osuszaczy kondensacyjnych / chłodniczych

1. Ograniczona skuteczność osuszania - nie są w stanie osiągnąć tak niskiego punktu rosy jak osuszacze adsorpcyjne, zwykle osiągając ciśnieniowy punkt rosy w granicach plus 3-5 °C.

2. Ograniczona efektywność przy wysokich temperaturach sprężonego powietrza oraz temperaturach otoczenia. Wymagane jest wtedy zastosowanie przewymiarowanego modelu urządzenia względem warunków nominalnych.

Zastosowanie osuszaczy kondensacyjnych

Osuszacze chłodnicze są powszechnie stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym, spożywczym oraz w zakładach produkcyjnych, gdzie wymagane jest osuszanie powietrza do średniego poziomu wilgotności. Są idealne do aplikacji, gdzie nie jest konieczne uzyskanie bardzo niskiego ciśnieniowego punktu rosy.

Porównanie osuszaczy adsorpcyjnych i kondensacyjnych sprężonego powietrza

Efektywność osuszania

• Osuszacze adsorpcyjne - mogą osiągnąć bardzo niski punkt rosy, nawet do -40°C lub niekiedy -70 *C, co czyni je bardziej odpowiednimi dla aplikacji wymagających bardzo suchego powietrza.

• Osuszacze chłodnicze - zwykle osiągają punkt rosy w granicach plus 3-5°C, co jest wystarczające dla większości standardowych aplikacji przemysłowych.

Koszty eksploatacji

• Osuszacze adsorpcyjne - wyższe koszty operacyjne związane z regeneracją adsorbentu i wyższym zużyciem energii.

• Osuszacze chłodnicze - niższe koszty operacyjne dzięki mniejszemu zużyciu energii i prostszej konserwacji.

Wymagania konserwacyjne

• Osuszacze adsorpcyjne - wymagają regularnej konserwacji, przeglądów elementów wykonawczych (zawory) i wymiany materiału adsorpcyjnego.

• Osuszacze chłodnicze - mniej intensywna konserwacja, co przekłada się na mniejsze koszty operacyjne i prostszą obsługę.

Zastosowanie w przemyśle

• Osuszacze adsorpcyjne - przemysł farmaceutyczny, chemiczny, produkcja elektroniki, systemy wymagające bardzo suchego powietrza.

• Osuszacze chłodnicze - przemysł motoryzacyjny, elektroniczny, spożywczy, zakłady produkcyjne wymagające średniego poziomu wilgotności.

Wybór odpowiedniego osuszacza

Wybór między osuszaczem adsorpcyjnym a chłodniczym zależy od specyficznych potrzeb aplikacji, takich jak:

• Wymagany punkt rosy - jeśli aplikacja wymaga bardzo niskiego ciśnieniowego punktu rosy, osuszacz adsorpcyjny będzie lepszym wyborem.

• Koszty operacyjne - jeśli kluczowe są niskie koszty operacyjne, osuszacz kondensacyjny może być bardziej odpowiedni.

• Warunki pracy - jeśli system będzie działał w bardzo niskich temperaturach (np. przemysł mięsny lub rurociąg na wolnym powietrzu - zima!), osuszacz adsorpcyjny może być konieczny.

• Intensywność konserwacji - osuszacz chłodniczy wymaga mniej intensywnej konserwacji, co może być ważnym czynnikiem w niektórych aplikacjach.

Przykłady aplikacji osuszaczy adsorpcyjnych i kondensacyjnych

I. Osuszacze adsorpcyjne w praktyce

Przemysł farmaceutyczny

W produkcji farmaceutyków często wymagane jest uzyskanie bardzo niskiego punktu rosy, aby uniknąć zanieczyszczeń i utrzymać sterylne warunki. Osuszacze adsorpcyjne są idealne w takich aplikacjach, ponieważ mogą osiągnąć ciśnieniowy punkt rosy do -40°C, co zapewnia odpowiednią jakość powietrza i wyklucza m.in. możliwość rozwoju bakterii.

Produkcja elektroniki

W przemyśle elektronicznym, wilgoć może prowadzić do korozji i uszkodzeń komponentów elektronicznych. Osuszacze adsorpcyjne zapewniają bardzo suche powietrze, które jest niezbędne do produkcji wysokiej jakości urządzeń elektronicznych.

Przemysł chemiczny

Przemysł chemiczny W zakładach chemicznych, gdzie procesy produkcyjne mogą być wrażliwe na obecność wilgoci, osuszacze adsorpcyjne są stosowane do zapewnienia niezawodności i jakości procesów chemicznych.

II. Osuszacze chłodnicze w praktyce

Przemysł motoryzacyjny

W zakładach motoryzacyjnych, gdzie wymagane jest osuszanie powietrza do średniego poziomu wilgotności, osuszacze kondensacyjne są idealne. Zapewniają one odpowiedni poziom wilgotności bez generowania wysokich kosztów operacyjnych. Wyjątkiem są lakiernie, gdzie niezbędne jest zastosowanie osuszaczy adsorpcyjnych.

Przemysł spożywczy

W produkcji żywności, gdzie wymagane jest utrzymanie higienicznych warunków, osuszacze chłodnicze są stosowane do usuwania wilgoci z powietrza. Ich efektywność i niższe koszty eksploatacji czynią je odpowiednimi dla tej branży.

Zakłady produkcyjne

W różnych gałęziach przemysłu, gdzie powietrze musi być osuszone do umiarkowanego poziomu, osuszacze kondensacyjne są powszechnie stosowane. Zapewniają one stabilne i efektywne działanie systemów pneumatycznych.

Case Study - Przykłady sukcesów wdrożeniowych u Klientów

Przypadek 1: Fabryka elektroniki

Fabryka produkująca komponenty elektroniczne zainstalowała osuszacze adsorpcyjne w swoim systemie sprężonego powietrza. Dzięki temu udało się obniżyć punkt rosy do -40°C, co znacząco zmniejszyło ryzyko korozji i uszkodzeń komponentów elektronicznych. W rezultacie, fabryka odnotowała wzrost niezawodności produkcji i zmniejszenie kosztów związanych z awariami i konserwacją.

Przypadek 2: Zakład spożywczy

Duży zakład przetwórstwa spożywczego zastosował osuszacze kondensacyjne w swoim systemie pneumatycznym. Dzięki niskim kosztom operacyjnym i wysokiej efektywności energetycznej, zakład zredukował wydatki na energię o 10% i poprawił jakość powietrza w procesie produkcji. Efektywność osuszania pozwoliła na utrzymanie higienicznych warunków, co jest kluczowe w przemyśle spożywczym.

Przypadek 3: Zakład chemiczny

W zakładzie chemicznym, gdzie wymagane jest utrzymanie bardzo niskiego punktu rosy, zainstalowano osuszacze adsorpcyjne z regeneracją ciepła. System wykorzystuje ciepło odpadowe z procesów chemicznych do regeneracji adsorbentu, co znacznie zmniejszyło koszty operacyjne o 15%. Dzięki temu zakład osiągnął znaczne oszczędności energetyczne i poprawił niezawodność procesów chemicznych.

Autor:
Krzysztof Kornacki
Product Manager

Autor:
Krzysztof Kornacki
Product Manager