Osuszacze ziębnicze (osuszacze chłodnicze)

Osuszacz ziębniczy to urządzenie służące do usuwania wilgoci z powietrza poprzez zastosowanie zasady kondensacji. Działa on na zasadzie szybkiego schładzania powietrza do temperatury poniżej punktu rosy, co powoduje kondensację pary wodnej i przekształcenie jej w ciekłą wodę, która jest następnie usuwana z urządzenia. Osuszacze ziębnicze są stosowane w wielu dziedzinach, takich jak przemysł spożywczy, chemiczny, farmaceutyczny oraz w budownictwie, w celu utrzymania odpowiedniego poziomu wilgotności powietrza w pomieszczeniach (osuszacze dla budownictwa) lub w procesach produkcyjnych (osuszacze dla przemysłu, tzn. do sprężonego powietrza).  Osuszacze ziębnicze oferują wiele zalet, takie jak niskie koszty eksploatacji, łatwość obsługi, a także dużą skuteczność w usuwaniu wilgoci z powietrza.

Osuszacz ziębniczy działa schładzając sprężone powietrze w 2-stopniowym wymienniku ciepła do temperatury , w której następuje intensywna kondensacja wilgoci zawartej w tym powietrzu. Kondensat jest następnie zbierany i usuwany z systemu do otoczenia przy pomocy wbudowanego spustu automatycznego, a osuszone powietrze jest ponownie ogrzewane do temperatury bliskiej temp. wlotu i wyprowadzane z osuszacza przez króciec wylotowy.

Nadmierna ilość wody w systemach sprężonego powietrza może prowadzić do różnych problemów, takich jak korozja, zamarzanie rurociągów, uszkodzenia maszyn w fabrykach i awarie np. zaworów sterowania, obniżenie wydajności urządzeń produkcyjnych i zanieczyszczenie produktu końcowego.

Używanie osuszacza ziębniczego zapewnia istotne korzyści, w tym zwiększenie wydajności i żywotności sprzętu, poprawę jakości spr. powietrza, zminimalizowanie ryzyka korozji i zamarzania, a także zwiększenie ogólnej efektywności systemu sprężonego powietrza.

Wiele nowoczesnych osuszaczy ziębniczych jest zaprojektowanych z myślą o efektywności energetycznej. Mogą one zawierać funkcje takie jak sterowanie zależne od chwilowego obciążenia/przepływu powietrza, które  optymalizuje pracę osuszacza na podstawie analizy aktualnych warunków roboczych, co pomaga zmniejszyć zużycie energii.

Większość osuszaczy ziębniczych jest zaprojektowana z myślą o łatwości obsługi. Ważne są wygodne i czytelne wyświetlacze na panelu urządzenia , które pokazują bieżące warunki pracy, a także sygnały ostrzegawcze, które informują o wszelkich stanach awaryjnych. Regularna konserwacja w zasadzie ogranicza się do czyszczenia panela chłodnicy freonu i wymiany filtrów.  Są to proste czynności, możliwe do wykonania okresowo przez personel użytkownika.

Osuszacze ziębnicze są powszechnie używane w wielu różnych branżach, w tym w przemyśle motoryzacyjnym, spożywczym, chemicznym, energetycznym i farmaceutycznym, a także w sprzęcie pneumatycznym, narzędziach napędzanych powietrzem i procesach malowania.

Jest kilka podstawowych odmian osuszaczy ziębniczych, różnice dotyczą głównie konstrukcji układu sterowania, sposobu chłodzenia, budowy wymiennika ciepła i np. zastosowania układów optymalizujących zużycie energii elektrycznej .  Wybór zależy od wielu czynników, w tym od wymaganego poziomu wilgotności, przepływu powietrza i od warunków pracy, ciśnienia roboczego i temperatury sprężonego powietrza  oraz otoczenia.   Najpopularniejsze są osuszacze chłodzone powietrzem, o pkt. rosy pdp = +3*C  i na ciśnienie robocze max.do 14-16 bar.

Tak, osuszacze ziębnicze wymagają regularnej konserwacji, aby utrzymać ich wydajność i niezawodność. Należy dokonywać   czyszczenia wymienników ciepła, sprawdzać  i wymieniać elementy filtracyjne, ważna jest kontrola sprawności spustu kondensatu oraz monitorowanie  skuteczności osuszania.

Hałas generowany przez osuszacz ziębniczy zależy od konkretnego modelu i warunków pracy. Wiele nowoczesnych osuszaczy jest zaprojektowanych tak, aby były stosunkowo ciche, o głośności porównywalnej do popularnych urządzeń chłodniczych, jak lodówki czy sklepowe lady chłodnicze.

Oznaki awarii osuszacza ziębniczego to pojawienie się znacznej ilości wody w instalacji za osuszaczem, głośne działanie sprężarki czynnika chłodniczego, wskazania błędów na wyświetlaczu, a także nieprawidłowości w wydajności systemu sprężonego powietrza (znaczny spadek ciśnienia powietrza za osuszaczem).

Niektóre osuszacze kondensacyjne są zaprojektowane do pracy w systemach o wysokim ciśnieniu, do 50 bar. Są to wersje specjalne. Ważne jest, aby zawsze sprawdzać specyfikację osuszacza, także zakres temperatury roboczej - aby upewnić się, że jest odpowiedni do zastosowania.

Koszty eksploatacji osuszacza ziębniczego zależą głownie od kosztów energii i części zamiennych.

Żywotność osuszacza ziębniczego zależy od wielu czynników, takich jak jakość powietrza wejściowego, prawidłowy dobór, warunki pracy, jak również regularność i jakość przeprowadzanej konserwacji. Praktyka wskazuje, że osuszacze tego typu są eksploatowane niekiedy nawet do 15-20 lat.

Tak, osuszacze ziębnicze są dostępne w szerokim zakresie rozmiarów, aby uzyskać odpowiednią wydajność i skuteczność osuszania w konkretnym systemie sprężonego powietrza.

Tak, wiele firm oferuje sprzedaż osuszaczy ziębniczych przez Internet, choć w przypadku większych wydajności (powyżej 10 m3/min.) zdecydowanie zalecamy konsultację z dostawcą w celu zapewnienia optymalnego doboru urządzenia oraz np. dodatkowej filtracji. Ważne jest, aby kupować od renomowanych sprzedawców, którzy mogą zapewnić wsparcie techniczne i serwis po sprzedaży.

Potencjalne problemy związane z osuszaczami ziębniczymi mogą obejmować niewystarczającą wydajność osuszania, problemy z kontrolą temperatury otoczenia, awarie komponentów takich jak filtry czy sprężarka czynnika chłodniczego, zawory, a także pojawienie się nieszczelności oraz nieskuteczne odprowadzanie kondensatu z osuszacza.

Diagnozowanie problemów z osuszaczem ziębniczym może obejmować sprawdzanie wydajności systemu, monitorowanie temperatury i wilgotności powietrza na wyjściu, sprawdzanie sygnałów ostrzegawczych i błędów na wyświetlaczu, a także kontrola spadku cisnienia powietrza na osuszaczu.

Główną różnicą między osuszaczami ziębniczymi a osuszaczami adsorpcyjnymi jest technologia zastosowana do usuwania  wilgoci z powietrza. Osuszacze ziębnicze działają przez schładzanie powietrza do temperatury, przy której wilgoć kondensuje się, podczas gdy osuszacze adsorpcyjne wykorzystują materiały, które adsorbują wilgoć.  Przy użyciu osuszacza ziębniczego (chłodniczego) uzyskujemy stopień osuszenia na poziomie klasy „4” wg ISO 8573 (tzn. do 6 g H₂O /m3), natomiast osuszacze adsorpcyjne umożliwiają uzyskanie klasy lepszej niż „3”, co oznacza zawartość wilgoci za osuszaczem 0,88 g/m3, a dla klasy „2” - nawet do jedynie 0,11 g/m3.

Wybór odpowiedniego osuszacza zależy od wielu czynników, w tym od wymaganego poziomu osuszenia. przepustowości systemu, warunków pracy, a także od budżetu.

Choć samodzielna instalacja osuszacza ziębniczego jest możliwa, zwykle zaleca się zatrudnienie doświadczonego technika, który zna się na instalacji i konfiguracji tego rodzaju sprzętu.

Można to zrobić poprzez regularną konserwację i serwisowanie urządzenia, monitorowanie warunków pracy i dopasowanie wydajności osuszacza do aktualnego zapotrzebowania na powietrze, a także przez instalację prefiltrów, które mogą chronić osuszacz przed dużymi cząstkami zanieczyszczeń. Niższe temperatury otoczenia i sprzężonego powietrza na wlocie osuszacza (nie przekraczające wartości nominalnych) oraz sprawna wentylacja w miejscu zainstalowania są gwarancją sprawnej pracy i zachowania maksymalnej wydajności danego osuszacza.

Punkt rosy jest graniczną temperaturą, przy której powietrze staje się nasycone w 100 % wilgocią i powyżej której następuje zjawisko kondensacji tej wody.  W kontekście osuszaczy kondensacyjnych, jest to rzeczywista temperatura + 3*C , do której osuszacz schładza powietrze, aby usunąć wilgoć.

Niektóre osuszacze ziębnicze mogą być przystosowane do pracy z innymi gazami niż powietrze,  ale nie jest to zalecane - zawsze należy skonsultować się z producentem lub dostawcą, aby upewnić się, że urządzenie jest odpowiednie do danego zastosowania. Zwykle do osuszania innych gazów niż sprężone powietrze  stosowane są  osuszacze specjalne, najczęściej w technologii wykorzystującej zjawisko adsorpcji.

Niektórzy producenci oferują możliwość dostosowania osuszaczy chłodniczych do specyficznych potrzeb klienta, na przykład poprzez dostosowanie sterowania, poziomu chłodzenia, materiałów konstrukcyjnych itp. Najkorzystniej w takich przypadkach skontaktować się z firmą oferującą osuszacze, w której specjaliści i serwis z doświadczeniem w tym zakresie zaoferują urządzenie do danej aplikacji i o wymaganych parametrach.

Osuszacze ziębnicze są generalnie uważane za bezpieczne, ponieważ  nie korzystają z chemikaliów do usuwania wilgoci z powietrza, a czynniki chłodnicze (tzw. „freony”) obecnie stosowane w osuszaczach są bezpieczne dla środowiska. Niemniej jednak, ważne jest odpowiednie usuwanie kondensatu, który może zawierać zanieczyszczenia.

Jeśli przerwa w pracy jest relatywnie krótka (nie więcej jak 2-3 doby) to lepiej, by osuszacz ziębniczy pozostawał włączony (zasilanie elektryczne).  Większość  dobrych modeli ma funkcje zarządzania energią, które pozwalają na automatyczne wyłączanie/załączanie  urządzenia, zależnie od wielkości przepływu sprężonego powietrza.   W przypadku braku przepływu powietrza (np. gdy nastąpi wyłączenie sprężarki powietrza w sprężarkowni) osuszacz wyłączy się, pozostając w stanie „stan-by”. Po przywróceniu przepływu przez osuszacz następuje ponowne załączenie osuszacza i przywrócenie funkcji osuszania do właściwego poziomu.

Więcej informacji można uzyskać czytając publikacje branżowe, przeglądając strony internetowe producentów i dystrybutorów, uczestnicząc w szkoleniach i webinarach, a także konsultując się z ekspertami w dziedzinie sprężonego powietrza. Zapraszamy także do zapoznania się z kartami technicznymi osuszaczy oferowanych przez Pneumat System.

Trendy w dziedzinie osuszaczy ziębniczych to: stosowanie niezawodnych komponentów bardziej efektywnych energetycznie, wykorzystanie inteligentnych sterowników do monitorowania i kontroli wydajności, a także wprowadzanie nowych typów sprężarek czynnika chłodniczego z regulacją ich prędkości obrotowej/wydajności i instalowanie wymienników ciepła o wysokiej sprawności energetycznej.