Содержание:

1. Определение осушителя и точки росы
2. Область применения воздушных осушителей
3. Типы осушителей сжатого воздуха
4. Осушители сжатого воздуха: устройство и принцип работы

4.1 Рефрижераторный осушитель воздуха
4.2 Адсорбционный осушитель воздуха
4.3 Мембранный осушитель воздуха

5. Лучшие рефрижераторные осушители

1. Определение осушителя и точки росы

Осушитель сжатого воздуха для компрессора — промышленная установка, входящая в состав пневматической системы. Используется для сбора и удаления из пребывающей под давлением среды масляных и водяных паров. Благодаря осушению достигается минимальная влажность, в результате пневмоинструмент и другие системные элементы не ржавеют, долго служат, обеспечивают бесперебойную работу оборудования.

Это важно! В соответствии со стандартами (ГОСТ, ISO) один из главных показателей влажности воздуха — точка росы. Она характеризуется температурой среды, при которой пар начинает конденсировать и превращаться в капли. Показатели параметра измеряются пращевым психрометром или определяются с помощью спецтаблиц.
Для достижения низкой влажности воздушной среды применяется метод адсорбции или охлаждения.

2. Область применения воздушных осушителей

Осушители сжатого воздуха для компрессора используются на строительных и военных объектах, в машиностроении и энергетике, в текстильной и сталелитейной промышленности. А также в медицинской, фармацевтической, химической и пищевой отраслях. 
 

Сферы применения:

• подача среды в пневматический инструмент;
• покраска узлов и надувка автомобильных шин;
• охлаждение воздуха при строительстве машин;
• работа с пылесборниками и пневмомуфтами на цементном заводе;
• подача воздушных масс для нагрева/охлаждения стали;
• изготовление тормозных конструкций поездов и большегрузов;
• транспортировка сжатого воздуха по контурам электростанций;
• подача среды в шахты для перемещения руды и угля;
• изготовление и упаковка лекарственных препаратов, пищевых продуктов.

Также оборудование используется для распыления порошковых красителей в целлюлозно-бумажной отрасли. 

3. Типы осушителей сжатого воздуха

В зависимости от конструкционных особенностей различаются следующие типы осушителей сжатого воздуха: деликвисцентные, циклические и нециклические; использующие тепло эксплуатируемой среды; с внешним, внутренним нагревом и без него; с принудительной вентиляцией. 
По принципу функционирования установки делятся на 3 типа.

1. Рефрижераторные. У них, как и у холодильника, среда охлаждается примерно при 3 °C. Такие аппараты экономически рациональные, поскольку относительно дешево стоят и не нуждаются в обслуживании дорогостоящим оборудованием.  
2. Адсорбционные. Имеющийся в сжатом воздухе водяной пар собирается адсорбентом и удаляется посредством нагрева либо продува. Точка росы, в зависимости от используемого материала, колеблется в пределах от -70 до -40 °C.
3. Мембранные. Внутри корпуса этих модификаций находится мембрана. Именно она, состоящая из трубочек либо тонких волокон, задерживает влагу. Температура точки в росы в этих установках выше, чем у адсорбционных и ниже, чем у рефрижераторных аналогов. Положительная особенность приборов — при их эксплуатации отсутствует надобность в замене деталей. 

В технологической цепи пневматической системы аппарат устанавливается вслед за воздушным компрессором. Он работает вместе с фильтрами, обеспечивающими очистку воздушной среды от твердых включений и масел. От правильного подбора осушителя напрямую зависит долговечность пневматической линии. Установка сокращает количество примесей, защищает детали механизма от ржавления, исключает образование наледи при достижении минусовых температур. 

4. Осушители сжатого воздуха: устройство и принцип работы

В пневмосистеме компрессор сжатый воздух поставляет с относительной влажностью 30-90%. Чем больше в среде влаги, тем выше вероятность быстрого ржавления инструмента и выхода из строя всего пневматического оборудования. Чтобы избежать таких нежелательных последствий, используется один из трех осушителей — рефрижераторный, адсорбционный или мембранный.

4.1 Рефрижераторный осушитель воздуха

В конструкцию осушителя рефрижераторного типа входят:

• компрессор;
• предварительный охладитель;
• вентилятор;
• два тепловых обменника;
• испаритель;
• конденсатоотводчик.

Один теплообменник рассчитан на воздух, другой — на холодильное оборудование. В качестве хладагента обычно используется фреон R407C. Поскольку тепловых обменников — два, то оборудование выпускается небольших размеров. Кроме того, экономится до 50% требуемой для использования энергии.
По ходу функционирования аппарата происходит преобразование энергии, в результате которого испарительный хладагент закипает, а воздух в противовес охлаждается. При падении температуры среды до точки росы (≈3 °C) влага превращается в конденсат с образованием водяных капель. Для удаления последних используется центробежный сепаратор, выполненный в виде спирали. Образовавшиеся капли отбрасываются по центробежной направляющей на сепараторные стенки, стекают по ним в нижнюю часть, затем удаляются с использованием электрического клапана сброса конденсата.
Рефрижераторный осушитель сжатого воздуха имеет такой же контур с хладагентом, что и холодильник либо кондиционер. По ходу функционирования установки фреон качается по кругу с помощью холодильного компрессора. Для охлаждения изначально сжатый и подогретый R407C направляется в конденсатор, представляющий собой теплообменник. В нем горячий теплоноситель циркулирует через трубки из меди, оребренные пластинами из алюминия. Процесс теплообмена проходит быстро, поскольку и Cu, и Al обладают высокой теплопроводностью. Скорость теплообмена ускоряется специальным осевым вентилятором.
Охлажденный фреон после прохождения конденсатора попадает в суженную капиллярную трубку. Согласно закону Бернулли для жидкости, проходящей по суживающемуся каналу, справедливы следующие утверждения: увеличивается скорость течения, понижается давление двигающейся среды, падает ее температура. Поэтому последний параметр нужно регулярно контролировать, в противном случае при падении t до минусового показателя испаритель начнет покрываться льдом. 
Чтобы автоматически контролировать температуру, в рефрижераторный осушитель интегрирован датчик, настроенный на допустимый минимальный показатель. Когда t в испарителе достигает критически низкого значения, датчик в автоматическом режиме открывает электроклапан, после чего горячий хладагент перенаправляется по байпасному контуру, расположенному над холодильным компрессором. В результате к испарителю, который может обледенеть, поступает нужное количество горячего фреона, повышающего температуру.
Это важно! Чем ниже t охлаждения воздуха, тем больше выпадает конденсата. Обычно в рефрижераторных осушителях количество влаги не превышает 5 г/м3.  

4.2 Адсорбционный осушитель воздуха

Основной конструкционный узел адсорбционного осушителя сжатого воздуха для компрессора — специальный ротор, который заполняется, к примеру, силикагелем (десикантом). Благодаря такому адсорбенту удаляется роторная влага и осушается поступающая воздушная среда. Для восстановления рабочих свойств десикант периодически регенерируется.   
Адсорбционные осушители состоят из двух колонн: с помощью одной просушивается сжатый воздух, с использованием другой — выполняется регенерация. Эти процессы циклические: при их прохождении точка росы может достигать от -70 до -40 °C. Благодаря таким показателям аппараты применяются в областях, где к осушенной среде предъявляются очень высокие требования.
Метод регенерации поглощающего воду материала определяет тип осушителя. Если требуется прибор с высокой экономичностью, то десикант выбирается со сложной структурой: изначально дорогое вещество дешево эксплуатируется и со временем приносит значительную экономию.
На практике используется 4 способа регенерации адсорбента.

1. С помощью продувки. Выполняется по ходу продувки компрессором сжатого воздуха. Требуется давление 7 бар и 20% от всей мощности установки.
2. С использованием продувки с подогревом. После нагрева поток разреженной продуваемой среды уменьшается до 8%, потребление энергии падает на 25%.
3. Посредством воздуходувки. Воздух пропускается через электронагреватель, затем подается на впитывающее вещество для его восстановления. Поскольку сжатая среда здесь не используется, то экономия электроэнергии составляет 40%.
4. С использованием утилизации тепла. Десикант восстанавливается за счет тепла, исходящего из компрессора при сжатии. Точка росы при такой регенерации составляет -20 °C.

Перед началом адсорбции проводится подготовка: после отделения дренируется конденсат и монтируются два фильтра — под масло и под твердые частицы. При выборе осушителя нужно учитывать, что 4 способ восстановления используется только в сочетании с бесмасляным компрессором. 

4.3 Мембранный осушитель воздуха

В осушитель сжатого воздуха для компрессора мембранного типа входят:

• корпус;
• входной и выходной патрубки;
• 2 торцевые заглушки;
• осушающий модуль.

Расположенный внутри корпуса осушающий модуль состоит из многих тонких трубочек, покрытых мембранами. Если прибор сконструирован без автоматического отводчика конденсата, то снаружи под торцевой заглушкой находится несколько отверстий, предназначенных для отвода водяного пара. 
По ходу функционирования осушителя влажный сжатый воздух, подаваемый компрессором, поступает в прибор через входной патрубок. Поскольку внутри корпуса находятся микротрубки с разной пропускной способностью под молекулы воздуха и воды, то воздушная среда проходит через весь модуль, а скопившаяся снаружи влага убирается из установки сухой продувкой. В завершение образовавшийся водяной пар отводится сквозь спецотверстия, расположенные на корпусе.    

5. Лучшие модели промышленных осушителей сжатого воздуха для компрессора

Справочные обозначения характеристик:
•    пропускная способность*;
•    максимально граничное давление**;
•    точка росы***;
•    температура максимум входного сжатого воздуха****.

Лучшие рефрижераторные осушители

ATS DSI 30 (500 л/мин)
Алюминиевый теплообменник существенных размеров охлаждает контур со сжатой средой при незначительных потерях давления. Выставленная точка росы контролируется автоматически. При эксплуатации рефрижераторного осушителя сжатого воздуха электрическая энергия потребляется в минимальном количестве. В базовую комплектацию входит электронный слив конденсата. 
Характеристики:
•    * — 500 л/мин;
•    ** — 16 атм;
•    *** — 5 °С;
•    **** — 55 °C.
Цена: 62,8 тыс. руб.

АСО ОВ-180 (3000 л/мин)
Осушитель оборудован электронным блоком управления. Поскольку последний самостоятельно контролирует рабочие настройки, то персоналу не требуется периодически выполнять регулировку. Аппарат производится в исполнении «УХЛ», работает при температуре воздуха 5-40 °C и его влажности до 80%.
Характеристики:
•    * — 3000 л/мин;
•    ** — 16 атм;
•    *** — 3 °С;
•    **** — 45 °C.
Цена: 115,3 тыс. руб.

ATS DGH 360 (6000 л/мин)
Рефрижераторный осушитель используется для получения сжатого воздуха под значительным давлением. Конструкция отличается прочностью, надежностью и долговечностью. Изготовленный из нержавейки уникальный моноблочный теплообменник обеспечивает эффективное охлаждение при незначительных потерях давления.
Характеристики:
•    * — 6000 л/мин;
•    ** — 45 атм;
•    *** — 3 °С;
•    **** — 70 °C.
Цена: 340,6 тыс. руб.

FINI RD 105.A (10500 л/мин)
В компактном приборе применены инновационные решения, среди которых — высокоэффективный теплообменник. В конструкции предусмотрены горизонтальные схемы расположения воздухосоединений, которые рационализируют внутренний поток среды. Благодаря съемным панелям упрощается обслуживание.
Характеристики:
•    * — 10500 л/мин;
•    ** — 14 атм;
•    *** — 3 °С;
•    **** — 55 °C.
Цена: 334,3 тыс. руб.

ATS DSI 1140 (19000 л/мин)
Рефрижераторный осушитель сжатого воздуха оборудован крупным алюминиевым теплообменником, охлаждающим среду без существенных потерь давления. За выставленной точкой росы осуществляется регулярный электронный контроль. Оборудование удобно скомпоновано. В обычной комплектации предусмотрен автоматический слив конденсата.
Характеристики:
•    * — 19000 л/мин;
•    ** — 16 атм;
•    *** — 5 °С;
•    **** — 55 °C.
Цена: 518,9 тыс. руб.

ATS DGO 1800 W (30000 л/мин)
У конденсатора прибора водяное охлаждение. Большой теплообменник из алюминия запатентован: у него особая геометрическая форма. В специальной камере потоки воздуха перемешиваются по специальной технологии, в результате обеспечивается стабильная температура среды и повышается эффективность осушения.
Характеристики:
•    * — 30000 л/мин;
•    ** — 16 атм;
•    *** — 3 °С;
•    **** — 70 °C.
Цена: 891,1 тыс. руб.

Лучшие адсорбционные осушители
ATS HSI 06 (100 л/мин)
Адсорбционного типа осушитель сжатого воздуха отличается среди аналогов компактностью. Используется для технологических процессов либо пневматических систем, нуждающихся в максимально осушенном воздухе. Установка просто монтируется, в том числе на стену. На восстановление расходуется около 7% воздуха. Роль адсорбента играет молекулярное сито.
Характеристики:
•    * — 100 л/мин;
•    ** — 10 атм;
•    *** — -40 °С;
•    **** — 36 °C.
Цена: 31,7 тыс. руб.

ATS HGL 80 (1000 л/мин)
Оборудование в приборе удобно скомпоновано. Расход воздуха на восстановление не превышает 15%. Потеря давления в осушителе — минимальная (0,14 бар). Для более эффективной работы аппарат оснащен большой загрузочной емкостью. В прибор опционально можно установить систему фильтрации и контролер точки росы.
Характеристики:
•    * — 1000 л/мин;
•    ** — 16 атм;
•    *** — -70 °С;
•    **** — 50 °C.
Цена: 253,3 тыс. руб.

ATS HGO 600 (10000 л/мин)
Адсорбционный осушитель сжатого воздуха для компрессора удобен тем, что сохраняет стабильной температуру воздуха, благодаря чему исключается деформация магистрали. Поскольку у прибора высокая мощность, пропускная способность достигает 10 м3/мин. Адсорбент регенерируется потоком уже осушенного воздуха.
Характеристики:
•    * — 10000 л/мин;
•    ** — 11 атм;
•    *** — -40 °С;
•    **** — 50 °C.
Цена: 870,8 тыс. руб.

Критерии выбора воздушного осушителя

Выборочные параметры:

• производительность использующегося компрессора;
• температура среды, в которой смонтирована установка;
• входное воздушное давление;
• t воздуха на выходе;
• точка росы.

Также при выборе осушителя сжатого воздуха для компрессора нужно учитывать условия, при которых будет эксплуатироваться пневматическое оборудование.