Осушение воздуха – необходимое требование для различных помещений. Его применяют как в бассейнах и аквапарках, так и домах и квартирах. Осушители воздуха получили также широкое применение в прачечных, офисах, на складах – везде, где необходимо поддерживать определенный микроклимат.

Принцип работы осушителя воздуха

princip-raboty-osushitelej-vozduxa (1)

Принцип работы осушителей воздуха

Осушение воздуха происходит благодаря физическому процессу конденсации. Лишняя влага, содержащаяся в воздухе, оседает на холодную поверхность. Температура поверхности при этом должна быть ниже точки росы.

Воздух с помощью вентилятора прогоняется сквозь два теплообменника, которые расположены последовательно и соединены в линию. Они заполнены фреоном или другим хладагентом. Фреон, при прохождении под давлением сквозь длинную и тонкую капиллярную трубу, охлаждается. После этого он поступает в теплообменники, охлаждая их.

Комнатный воздух, проходя через первый теплообменник, отдает лишнюю влагу. Происходит образование большого количества конденсата. Полученная таким образом вода стекает в лоток. Далее ее можно собирать в бачок или выливать через систему канализации.

Фреон, находящийся в теплообменнике номер один и отдавший свою прохладу, испаряется. В процессе испарения он попадает на компрессор, после чего направляется во второй теплообменник. Далее происходит процесс конденсации фреона при помощи холодного воздуха. В процессе ассимиляции воздух нагревается.

В конечном счете, температура воздуха остается неизменной, а влажность уменьшается. Такой принцип работы осушителей приблизительно одинаков для всех видов. Исключение составляют абсорбционные и роторные осушители воздуха.

Устройство осушителей

Cсжатие воздуха в компрессоре приводит к образованию конденсата, поэтому необходимо использовать дополнительный сепаратор для отделения влаги. Однако этого тоже недостаточно, поскольку сжатый воздух, расширяясь в оборудовании, охлаждается независимо от условий среды, что сопровождается дополнительным выделением конденсата.

Поэтому и встает вопрос об использовании специальных осушителей, обеспечивающих необходимую точку росы. Например, если осушитель имеет точку росы +3 °С, то дополнительное охлаждение сжатого воздуха до температуры не ниже + 3 °С не приведет к образованию конденсата.

Осушка охлаждением

Это наиболее широко применяемый в промышленности и наиболее экономичный тип осушителя. Стоимость такого осушителя в диапазоне производительностей от 3 до 20 м3/мин составляет примерно 15-20% от стоимости компрессорного оборудования. Сжатый воздух охлаждается хладагентом, а выпавший конденсат отводится.

art24img3

Осушитель холодного типа

Воздух обычно охлаждается противоположным потоком хладагента в два этапа: предварительный — воздух — воздух; главный — воздух — хладагент. При этом достигается точка росы + 3°С.

  1. Вход сжатого воздуха
  2. Возвратный трубопровод хладагента
  3. Теплообменник
  4. Хладагент
  5. Выход сжатого воздуха
  6. Сепаратор конденсата
  7. Отвод воды
  8. Предварительный осушитель

Дополнительное сжатие

Другой метод осушки заключается в дополнительном сжатии воздуха. В этом случае воздух сжимается до гораздо большего давления, чем необходимо для работы. В этом случае образуется конденсат, который отводится через специальный клапан.

Затем воздух расширяется до рабочего давления. С помощью данной методики возможно достичь точки росы -60°С. Однако этот процесс очень дорогой.

Если окружающая температура или область применения требует низких значений точки росы от 0° до -70°С, следует применять сорбционные или мембранные осушители. В этом случае стоимость осушки в общем процессе подготовки воздуха достигает 50%.

Абсорбционный осушитель

art24img4

Принцип работы абсорбционного осушителя

В абсорбционном осушителе пары воды химически поглощаются агентом, который в процессе осушки растворяется. Агентом является соль на основе NaCl. Упрощенная структура такого осушителя показана на следующем рисунке.

  1. Осушенный сжатый воздух
  2. Емкость
  3. Соль
  4. Отвод конденсата
  5. Воздух от компрессора (влажный)
  6. Сборник конденсата

В ходе процесса происходит расход агента: 1 кг соли поглощает примерно 13 кг водяного конденсата. Это означает, что соль нужно регулярно пополнять. Самой низкой точкой росы, которую можно достичь таким способом, является -15°С.

Используются и другие осушительные агенты, в том числе: глицерин, серную кислоту, обезвоженный мел, суперкислую соль магния. Оперативные расходы довольно высокие, из-за чего этот метод на практике применяется очень редко.

Адсорбционный осушитель

В адсорбционном осушителе молекулы газа или пара притягиваются молекулярными силами адсорбента. Осушительным агентом является специальный гель (например, селикогель), который адсорбирует влагу.

После каждого рабочего цикла требуется восстановление свойств агента, для этого используются два контейнера — один для осушки, другой для регенерации. Восстановление может быть холодным или горячим. Осушители с холодным восстановлением стоят дешевле, но более дороги в эксплуатации.

art24img5

Принцип работы адсорбционного осушителя

Это осушитель с горячим восстановлением. Он работает в обменном режиме. В зависимости от используемого геля можно достичь точки росы -70°С.

Существуют адсорбционные осушители, которые в качестве осушительного агента используют молекулярные решетки кристаллизованные алюмосиликаты или цеолиты сферической или гранулированной формы).

Как и все адсорберы, они имеют внутренние капилляры с большой площадью поверхности. Такие молекулярные решетки со связанными молекулами воды также нужно восстанавливать.

  1. Сухой воздух
  2. Контейнер осушки
  3. Подогреватель
  4. Вентилятор
  5. Горячий воздух
  6. Влажный воздух
  7. Подогреватель
  8. Распределитель

Мембранные осушители

Мембранный осушитель состоит из пучка полых волокон, которые открыты для водяных паров. Осушаемый воздух обтекает эти волокна. Осушка происходит за счет разницы давления между влажным воздухом внутри волокон и сухого воздуха, протекающего в обратном направлении.

art24img6

Принцип работы мембранного осушителя

  1. Полое волокно
  2. Воздух продувки
  3. Вход влажного воздуха
  4. Мембрана

Для управления обратной продувкой не потребляется электрическая энергия, что позволяет использовать такие осушители во взрывоопасных средах.

Одно из главных отличий от других осушителей заключается в следующем: мембранный осушитель в определенной пропорции уменьшает влажность воздуха, тогда как рефрижераторный и адсорбционные осушители понижают точку росы. Недостатком мембранных осушителей является их низкая пропускная способность, и, как следствие, высокая стоимость.