Осушка воздуха после компрессора принцип работы

Повышенная влажность является серьёзной проблемой для многих жилых, коммерческих и производственных помещений. Такой увлажнённый микроклимат благоприятен для развития бактерий, плесени и болезнетворных микроорганизмов. А это опасные условия для здоровья человека. Кроме того, повышенная влажность негативно влияет не только на людей, но и на многие предметы и вещи (мебель, книги, картины и т. д.).

Осушитель воздуха — эффективный способ устранения влаги из воздушных масс

Эффективным способом устранения влаги из воздуха в помещении является использование осушителей. Эти приборы доказали свою эффективность и активно применяются во многих сферах человеческой деятельности. Как же они устроены и каковы принципы их работы?

Применение и классификация осушителей

Осушители нужны в помещениях с повышенным содержанием влаги, а также на объектах, где важно поддерживать определённый низкий уровень содержания воды в воздухе. К таким местам относятся:

  • дома и квартиры;
  • бассейны, сауны, спортивные раздевалки;
  • аквапарки, оранжереи;
  • прачечные;
  • склады;
  • офисы;
  • архивы, музеи, библиотеки;
  • производственные помещения для сушки продукции;
  • подвалы, чердаки.

Широкое применение рассматриваемых устройств обуславливает широкое разнообразие видов, типов и моделей. Осушители различаются по принципу работы, мощности, размеру, конфигурации и т. д. Увлажнительные приборы классифицируются на четыре основных вида:

  • Адсорбционный.
  • Роторный (чаще роторно-адсорбционный).
  • Конденсационный.
  • Мембранный.

Схема принципа работы адсорбционного и конденсационного осушителей воздуха

Разделение обусловлено различием в используемых принципах удаления влаги из воздуха. Такие приборы, в зависимости от сферы применения, подразделяются на два типа: бытовые и промышленные. Исходя из характера размещения, осушители делятся на две категории: мобильные и стационарные (напольные, настенные).

Устройство

Прежде чем ответить на вопрос, как работает осушитель воздуха, нужно рассмотреть его устройство, выяснить из каких основных элементов он состоит. Осушитель, работающий по принципу конденсации, включает следующие элементы:

Устройство конденсационного осушителя

  • Корпус.
  • Вентилятор.
  • Электродвигатель.
  • Теплообменники (испаритель и конденсатор), наполненные хладагентом (фреоном).
  • Капиллярная трубка.
  • Панель управления.
  • Дренажная трубка.
  • Ёмкость для сбора конденсата.
  • Гигрометр – прибор, предназначенный для определения уровня содержания влаги в воздухе.
  • Фильтры.

Ключевую роль в работе устройства играет контур теплообменника. Он состоит из замкнутой конструкции, которая состоит из следующих последовательных элементов: испаритель, компрессор, конденсатор, капиллярная трубка.

Фреон в теплообменнике движется через тонкую и длинную капиллярную трубку. Во время движения создаётся давление, которое приводит к охлаждению хладагента. Он передаёт низкую температуру поверхности теплообменника.

В процессе передачи «холода» фреон испаряется и поступает в компрессор, где под давлением сжимается и нагревается. Нагретый хладагент попадает в конденсатор и отдаёт тепло его стенкам. При контакте с сухим, охлаждённым воздухом, фреон переходит в жидкое состояние и поступает в капиллярную трубку. Получается замкнутая система.

Устройство адсорбционного осушителя

Адсорбционный осушитель имеет следующее устройство:

  • Корпус.
  • Вентилятор. У многих моделей он отсутствует.
  • Роторный блок с адсорбентом.
  • Нагреватель.
  • Теплообменник.
  • Ёмкость для накопления конденсата.

Чаще всего в качестве адсорбента (вещества, впитыванием выводящего из газа влагу) используется силикагель. Это вещество отличается свойствами впитывания, а также возможностью многократного применения, за счёт лёгкого выведения влаги без нарушения структуры материала.

Основу устройства составляет адсорбционный ротор (роторно-адсорбционный тип прибора), движение которого позволяет непрерывно использовать адсорбент. Проходя участок поступления воздуха, адсорбент впитывает влагу. Продолжая круговое движение, ротор выводит адсорбент на участок, куда подаётся возвратный воздух, доведённый до нужной температуры.

Для десорбции силикагеля требуется температура около 140 градусов. Здесь горячий воздух испаряет из силикагеля жидкость. Вода в газообразном состоянии попадает в теплообменник, где конденсируется и стекает в ёмкость.

Помимо роторно-адсорбционных приборов, используются и устройства, работающие за счёт одного адсорбента. Такие приборы активно применяют в промышленности. Основу их составляют две трубки, наполненные адсорбентом. Воздух попеременно подаётся на одну из трубок. Пока одна трубка впитывает влагу, во второй за счёт обратной подачи газа происходит выведение воды. И наоборот.

В мембранном осушителе происходит удаление влаги за счёт тысяч тончайших волокон-мембран. Они устроены таким образом, что, попадая в такой пучок, при движении вдоль него, из воздуха выводятся молекулы воды. Такой процесс возможен за счёт того, что мембранная структура волокон пропускает молекулы воды, но не позволяет проникнуть молекулам кислорода и азота. Выделенная влага выводится в специальную ёмкость, а сухой воздух подаётся в помещение.

Читайте также:  Выбрать ушм для дома топ 10

Принцип работы

Принцип работы осушителя воздуха на конденсационной основе основан на физическом процессе конденсации, когда влага переходит в жидкое состояние за счёт соприкосновения воздуха с прохладной поверхностью. Конденсационный осушитель работает следующим образом:

  • С помощью вентилятора в корпус устройства загоняется воздух.
  • В корпусе воздух проходит через два последовательных и соединённых теплообменника.
  • При проходе через первый теплообменник с низкой температурой поверхности из воздуха конденсируется влага. Она собирается на поверхности теплообменника и стекает в бак для сбора конденсата.
  • При наполнении ёмкости, излишки выводятся из прибора с помощью дренажной трубки.
  • Конденсация происходит за счёт передачи температуры от воздуха к фреону, хладагент активно испаряется.
  • Испарившийся фреон из первого теплообменника попадает в компрессор.
  • Из компрессора фреон подаётся в конденсатор (второй теплообменник).
  • Охлаждённый воздух при прохождении через второй теплообменник, конденсирует фреон. Воздух получает тепло и нагревается.

Принцип работы конденсационного осушителя воздуха на примере модели «DH TIM 20 E1B»

Главный недостаток конденсационного устройства – повышение температуры на выходе. Температурное изменение может равняться около 5 градусов. Если для объектов с большой площадью такой нагрев некритичен, то для маленьких помещений может создать серьёзные неудобства.

Адсорбционный осушитель осуществляет процесс удаления влаги за счёт физического процесса адсорбции, то есть концентрация растворённой влаги и её поглощение адсорбентом. В приборе, работающем по такому принципу осушения, происходят следующие процессы:

  • Вентилятор втягивает воздух в устройство, через специальное решетчатое отверстие.
  • Влажный воздух проходит через лопасти ротора, которые наполнены силикагелем. Адсорбент впитывает влагу из воздуха.
  • Осушенный воздух проходит дальше и выводится из устройства. После прохождения ротора, часть воздуха выводится по специальному каналу назад к ротору. Он проходит через нагреватель и возвращается в лопасти ротора. Проходя через вращающийся элемент с увлажнённым силикагелем, воздух провоцирует процесс десорбции (процесс обратного вывода влаги из адсорбента). Освобождённая влага в жидком состоянии попадает в теплообменник и выводится в ёмкость для конденсата.

Главный минус адсорбционных приборов – необходимость периодической замены засорённого адсорбента.

Такие осушители требуют серьёзного ухода на постоянной основе. Кроме того, они отличаются достаточно высокой стоимостью.

Любой компрессор всасывает атмосферный воздух, в котором постоянно находится определённое количество водяного пара. Это количество меняется в зависимости от температуры окружающей среды, времени года и географического расположения территории.

Содержание влаги в сжатом воздухе в зависимости от времени года.

Максимальное количество влаги, которое может содержать определённый объём воздуха без её конденсации ограничено и пропорционально температуре воздуха. Чем выше температура окружающего воздуха тем больше влаги может в нём содержаться.

Температуру, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, достигает состояния насыщения и начинает конденсироваться называют точкой росы.

Атмосферная влага вместе с воздухом поступает в компрессор где происходит процесс сжатия, и если воздух относительно легко сжимается до необходимого давления, то этого не происходит с влагой. В процессе сжатия объём воздуха уменьшается и соответственно уменьшается количество влаги, которое может в нём содержаться. Оставшаяся влага конденсируется и в виде капель воды вместе со сжатым воздухом попадает в воздушную магистраль.

На рисунке представлена диаграмма зависимости максимального количества влаги в воздухе от его температуры.

Сколько влаги удаляет осушитель после компрессора?

Компрессор выдающий 12 м 3 /мин. сжатого воздуха при температуре 20 о С, вместе с воздухом всасывает около 240 литров воды в сутки в виде пара. Сконденсировавшись, эта влага попадает в оборудование, работающее на сжатом воздухе.

Примерно 75-80% этой воды, образуется в процессе охлаждения воздуха в охладителе компрессора и удаляется с помощью сепаратора-влагоотделителя, а оставшиеся 20-25% или 50-60 литров воды попадает в оборудование.

Как работает осушитель сжатого воздуха?

Для большинства рабочих процессов оставшиеся 20-25% влаги в сжатом воздухе не допустимы и могут привести к серьёзным последствиям. В процессе дальнейшего охлаждения влага продолжает конденсироваться и оседать на стенках трубопроводов и оборудования в виде капель воды, вызывая коррозию в трубопроводах и в оборудовании. В процессе прохождения по магистрали сжатый воздух увлекает за собой частицы ржавчины из трубопроводов, которые попадают в оборудование вызывая повышенный износ.

Читайте также:  Чем лучше всего точить ножи

Диаграмма интенсивности коррозии в зависимости от влажности воздуха.

Для предотвращения образования влаги достаточно чтобы температура воздуха была выше температуры образования конденсата (температуры точки росы), но не достаточно для отсутствия коррозии. Для этого необходимо чтобы влажность сжатого воздуха не превышала 50%. Т.е. точка росы должна быть на 10 °С ниже температуры окружающей среды.

В осушителе рефрижераторного или холодильного типа сжатый воздух охлаждается в два этапа.

На первом этапе горячий воздух после компрессора поступает в предварительный теплообменник осушителя, где он охлаждается выходящим холодным сжатым воздухом до температуры 25-30 о С.

Далее, на втором этапе, воздух поступает в теплообменник, охлаждаемый фреоном и его температура понижается примерно до 0 о С. В процессе охлаждения конденсируется влага и отделяется от сжатого воздуха сепаратором из которого, затем, удаляется с помощью устройств удаления конденсата, а холодный осушенный сжатый воздух поступает в предварительный теплообменник и охлаждает входящий сжатый воздух.

Одним из важнейших показателей качества сжатого воздуха является степень его влажности – эта характеристика необходима для организации правильной работы пневматических инструментов и регламентируется по стандартам ГОСТ и ISO. Образование конденсата в компрессоре может стать причиной коррозии и поломки устройства, поэтому производства подобного плана следует оснащать специальным оборудованием — осушителем.

О том, что собой представляет осушитель сжатого воздуха для компрессора, и каких видов он бывает, мы сегодня и поговорим.

Устройство и принцип работы осушителя сжатого воздуха для компрессора

Осушитель сжатого воздуха – это промышленное оборудование, используемое для удаления масляных и водяных паров из воздуха, производимого компрессорами.

Главным критерием классификации осушителей, применяемых в компрессорных установках, является принцип их действия. В соответствии с ним специалисты выделяют два основных типа осушающих устройств: адсорбционные и рефрижераторные. При этом существуют и другие варианты осушения для компрессоров:

  • с повышением температуры (внешней);
  • с внутренним нагревом;
  • без разогрева;
  • с дополнительным нагревом и механической вентиляцией.

Подробнее об особенностях конструкции и работы основных типов из них мы расскажем ниже.

Типы оборудования

Холодильные (рефрижераторные)

Установки холодильного типа являются оптимальными вариантом для винтовых компрессоров. Наибольшее распространение такие осушители получили в силу собственной надежности, простоты и экономичности технических решений.

Принцип их действия выглядит следующим образом: горячий и насыщенный парами воздух попадает в теплообменник, где производится процесс охлаждения и обильного выпадения конденсата в виде крупных капель. Впоследствии образовавшийся конденсат удаляется, а сухой воздух выдается потребителю.

Следует отметить, что данный тип оборудования обладает несложной конструкцией, гарантирующей надежную работу. При этом замкнутый холодильный контур не требует какого-либо обслуживания, что позволяет значительно снизить финансовые потери при эксплуатации.

В качестве недостатков рефрижераторных осушителей необходимо выделить невозможность:

  • достижения высокой степени осушения;
  • работы с воздухом низкой температуры;
  • использования в неотапливаемых помещениях.

Адсорбционные

Устройства адсорбционного типа обладают совершенной другой конструкцией и принципом работы — фреон в них не применяется.

Как правило, такие устройства имеют две колонны, заполненные специальным веществом (алюмагель, селкагель и прочее). Насыщенный водно-масляной эмульсией воздух направляется в одну из колонн, где адсорбент впитывает в себя излишнюю влагу, тем самым очищая и осушая воздух. После полного насыщения адсорбирующего вещества (когда оно больше не может впитывать влагу) воздух выдается потребителю, а адсорбент регенерируется посредством его нагревания или продувки.

Стоимость адсорбционных осушителей существенно выше холодильных, однако только такое оборудование позволяет получать сжатый воздух с точкой росы до -70 градусов, что соответствует наиболее высокому кассу чистоты по системе ISO.

Таким образом, неоспоримыми преимуществами адсорбирующих осушителей являются:

  • максимальная степень осушения;
  • работа при низких температурах;
  • редкая замена адсорбента (раз в 5 лет).

В качестве недостатков специалисты выделяют потери осушаемого воздуха (особенно при холодной регенерации), а также необходимость оснащения системой фильтрации перед адсорбентом для сбора твердых частиц и остатков масла.

Мембранные

Осушители данного типа выполняются в виде корпуса с размещенными внутри мембранами из пучков волокон.

Читайте также:  Технология литья пластмасс под давлением

Принцип работы мембранного осушителя сжатого воздуха крайне прост: при прохождении через мембрану воздушный поток оставляет на ее волокнах частицы влаги, а разница давления на выходе и входе способствует окончательному осушению.

Точка росы такого оборудования составляет от -40 до -70 градусов.

Основными преимуществами мембранных осушителей являются:

  • энергонезависимость;
  • небольшие размеры;
  • отсутствие движущихся механизмов (более длительный срок использования);
  • быстрый монтаж;
  • возможность использования в легковоспламеняющихся и во взрывоопасных средах;
  • возможность использования на открытом пространстве.

В то же время мембранные установки характеризуются низкой пропускной способностью и невозможностью использования при сильном загрязнении среды.

Область применения

Осушители рассматриваемого типа применяются практически во всех технологических процессах, где задействована воздушная смесь с минимальным содержанием или полным отсутствием влаги. Наиболее часто эти аппараты используются в:

  • химической, фармацевтической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности;
  • производстве телекоммуникационной кабельной продукции;
  • воздушных системах управления;
  • покрасочных камерах;
  • тормозной системе поездов и большегрузных автомобилей.

Неиспользование осушителя может стать причиной попадания влаги в оборудование и, как результата, его поломки со всеми вытекающими последствиями: повреждением продукции или полной остановкой производства.

На что стоит обратить внимание при выборе?

Выбор конкретного осушителя для компрессора – довольно сложная и ответственная задача, решать которую должен человек, обладающий серьезной профессиональной подготовкой.

В первую очередь во внимание необходимо принять условия эксплуатации пневматического оборудования, а затем – подбирать устройство с соответствующим значением точки росы.

Точка росы определяет принцип действия прибора и его принадлежность к одному из основных типов осушителей. Также учитывается еще и ряд других параметров, необходимых для правильного подбора устройства, в том числе:

  • температура окружающего воздуха (или воды в случае водяного охлаждения);
  • температура воздуха, поступающего в прибор;
  • давление входящего воздуха;
  • максимальная пропускная способность осушителя;
  • другие технические и эксплуатационные характеристики.

Следует отметить, что эффективность работы осушителя можно повысить при помощи комбинации устройств разных видов и комплекса дополнительного оборудования (фильтров, ресиверов, циклонных сепараторов влаги).

Лучшие модели осушителей сжатого воздуха для компрессора

На сегодняшний день одними из наиболее востребованных моделей осушителей рассматриваемого типа являются:

  • FRIULAIR PCD 2:
  • производительность: 200 л/мин;
  • давление: 15 Бар;
  • тип: рефрижераторный;
  • страна: Италия;
  • точка росы: +5 градусов;
  • габариты: 370х515х475 мм;
  • приблизительная стоимость: 129 тысяч рублей.

  • MIKROPOR MMD 3:
  • производительность: 80 л/мин;
  • давление: 16 Бар;
  • тип: адсорбционный;
  • страна: Турция;
  • точка росы: -40 градусов;
  • габариты: 320х310х560 мм;
  • приблизительная стоимость: 69 тысяч рублей.

  • KRAFTMANN ADS 9:
  • производительность: 150 л/мин;
  • давление: 10 Бар;
  • тип: адсорбционный;
  • страна: Германия;
  • точка росы: -70 градусов;
  • габариты: 797х778х170 мм;
  • приблизительная стоимость: 115 тысяч рублей.

Стоимость

Стоимость осушителей воздуха для компрессора зависит от множества параметров, в том числе от мощностных характеристик и страны-производителя. В связи с этим цены на подобного рода оборудования варьируются в пределах нескольких десятков тысяч и нескольких миллионов рублей.

Иными словами, чем мощнее нужен агрегат, тем больше за него придется заплатить.

Где купить осушитель сжатого воздуха?

В Москве

В Москве приобрести осушитель для компрессора можно в таких организациях, как:

  • «Компрессор»:
  • официальный сайт: http://compressor.msk.ru;
  • адрес: город Москва, улица Вавилова, дом 9А;
  • телефон: +7 (499) 703-04-41.
  • «Ротор»:
    • официальный сайт: https://rotorsnab.ru;
    • адрес: город Москва, улица Сайкина, дом 6/5, помещение 1П, комната 5;
    • телефон: +7 (495) 786-16-56.
    • «Kamu Compressor»:
      • официальный сайт: https://air.stanki.ru;
      • адрес: город Москва, улица Большая Семеновская, дом 40, строение 13;
      • телефон: +7 (495) 134-51-53.
      • В Санкт-Петербурге

        В Санкт-Петербурге продажей осушителей данного типа занимаются следующие компании:

        • «ПневмоАльянс»:
        • официальный сайт: http://www.pnevmo.com;
        • адрес: город Санкт-Петербург, проспект Непокоренных, дом 49;
        • телефон: +7 (812) 441-36-44.
      • «Лиском»:
        • официальный сайт: http://pnevmo-tools.com;
        • адрес: город Санкт-Петербург, проспект Лабораторный, дом 23, офис 324;
        • телефон: +7 (812) 545-45-98.
        • «Starkraft»:
          • официальный сайт: https://spb.starkraft.ru;
          • адрес: город Санкт-Петербург, улица Седова, дом 11;
          • телефон: +7 (812) 313-28-94.
          • В заключение хотелось бы еще раз отметить, что заниматься подбором осушителя воздуха для компрессора должен только высококвалифицированный специалист, обладающий соответствующими знаниями. В противном случае результатом могут стать серьезные финансовые издержки, связанные с поломкой оборудования, повреждением выпускаемой продукции или полной остановкой производства.