Принцип работы рефрижераторного осушителя

Как правило, относительная влажность воздуха, поставляемого компрессором, варьируется в пределах 30-90%. И последствия ее возможного попадания в оборудование могут быть самыми разными: от коррозии некоторых составляющих установки до полного сбоя в работе всей системы. Таким образом, удаление влаги, содержащейся в сжатом воздухе, является одним из важнейших способов обеспечения сохранности пневматического оборудования.

На данный момент одним из самых распространенных и простых способов снижения уровня влажности сжатого воздуха считается использование рефрижераторных осушителей, принцип работы которых ничем не отличается от обычного кондиционера или холодильника. В качестве хладагента в них применяется фреоновый газ, именно из-за этого они также называются фреоновыми или же холодильными.

Влага, находящаяся в сжатом воздухе, сначала конденсируется, а затем удаляется. Количество конденсируемой влаги заметно увеличивается от возрастания разницы между температурой сжатого воздуха на выходе и на входе. Чем ниже температура охлаждения – тем меньше влаги остается в сжатом воздухе.

В рефрижераторных осушителях показатель точки росы, как правило, равен +3°С – это та конкретная температура охлаждения воздуха, при которой водяной пар, находящийся в нем, достигает состояния насыщения и конденсируется в росу при постоянной величине давления воздуха. Точка росы все больше приближается к фактической температуре воздуха в зависимости от того, насколько сильно воздух насыщен водными парами.

В целом, сам процесс работы такого осушителя довольно простой:             

1. Тепло, которое пригоняется сжатым воздухом, в теплообменнике поглощает другой, уже охлажденный воздух, движущийся в обратном направлении. На все это вообще не затрачивается какая-либо дополнительная энергия. Именно на данной стадии конденсируется около 60% той влаги, что находится в сжатом воздухе.
2. Сам сжатый воздух достигает температуры конденсации при прохождении через рефрижераторный теплообменник и последующем охлаждении. Компрессор обеспечивает циркуляцию хладагента. Вся оставшаяся в сжатом воздухе влага охлаждается при достижении давления конденсации и после этого автоматически удаляется.

Основным минусом таких устройств можно считать ограниченную возможность понижения температуры точки росы.

Рефрижераторные осушители ARIACOM

Основные принципы работы устройства

Составляющими рефрижераторного осушителя являются два контура. В одном из этих контуров циркулирует охлаждаемый воздух, в другом – хладагент. Влага из горячего и влажного воздуха удаляется в процессе охлаждения его в двух теплообменниках: в первую очередь, в теплообменнике типа «воздух-воздух», после этого – в другом теплообменнике типа «воздух-хладагент», который, по сути, представляет собой испаритель. В первом теплообменнике типа «воздух-воздух» тепло частично передается от входящего влажного воздуха к сухому выходящему. Это способствует тому, что становится возможным сэкономить 40-50% энергии, требующейся для осушки воздуха.

Непосредственно в самом испарителе осуществляется процесс кипения хладагента, который черпает энергию преобразования из воздуха, снижая его температуру до точки росы. Влага из охлажденного таким способом воздуха выпадает как конденсат, образуя капельки воды. Чтобы убрать их, воздух прогоняется через центробежный отделитель конденсата – сепаратор, в котором ему приходится двигаться по спирали. Таким образом, полученные капли воды отбрасываются центробежной силой на стенки сепаратора, по которым они стекают на дно и уже после этого автоматически убираются из системы при помощи электроклапана сброса конденсата.

Контур хладагента – это практически то же самое, что и холодильная машина. Здесь хладагент прогоняется по кругу холодильным компрессором. Для охлаждения хладагент, предварительно сжатый и нагретый в компрессоре, поступает в конденсатор. В общем понимании, этот конденсатор является теплообменником, в котором горячий теплоноситель проходит через специальную систему из медных трубок, окруженных ребристой алюминиевой структурой и передающих тепло. Процесс теплообмена упрощается также из-за того, что оба используемых материала – алюминий и медь – имеют особенно высокую теплопроводность. А еще на конденсаторе для осуществления большего охлаждения алюминиевых ребер устанавливается особый осевой вентилятор.

Охлажденный хладагент после конденсатора оказывается в капиллярной трубке, имеющей довольно небольшое сечение. По закону Бернулли, сужение канала, по которому проходит жидкое или газообразное вещество, должно привести к увеличению скорости течения и, как следствие, к тому, что понижается давление движущейся среды на этом участке контура, а вместе с этим понижается и ее температура. Поэтому температуру в данной капиллярной трубке следует постоянно держать под контролем, иначе при падении ее значения до отрицательного на испарителе может начать образовываться лед. Здесь предусмотрен специальный датчик, который самостоятельно осуществляет контроль температуры. Обычно он настроен на заданное минимально допустимое значение. В случае, если температура в испарителе достигла этого самого значения, датчик автоматически открывает электроклапан, переправляющий (байпассирующий) горячий хладагент по особому, так называемому, байпассному контуру, который проходит над холодильным компрессором в обход конденсатора.

Таким образом, в случае возникновения угрозы возможного обледенения испарителя, в него будет направлено определенное количество горячего хладагента, который повышает температуру и тем самым предотвращает его перекрытие льдом.

В тех рефрижераторных осушителях, которые больше всего распространены в наше время, температура точки росы обычно равна +3°С, а количество влаги в осушенном воздухе составляет не более 5 г/м3.