Trocknungsprozess von Kalttrockner und Nachkühler in Druckluft
Die gesamte atmosphärische Luft enthält Wasserdampf: bei hohen Temperaturen mehr und bei niedrigen Temperaturen weniger.Wenn Luft komprimiert wird, erhöht sich die Dichte von Wasser.Beispielsweise kann ein Kompressor mit einem Betriebsdruck von 7 bar und einem Durchfluss von 200 l/s aus 20 °C warmer Luft und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80 % 10 l/h Wasser in der Druckluftleitung freisetzen.Um Störungen durch Kondensation in Rohren und Anschlussgeräten zu vermeiden, muss die Druckluft trocken sein.Der Trocknungsprozess wird im Nachkühler und in der Trocknungsanlage umgesetzt.Der Begriff „Drucktaupunkt“ (PDP) wird verwendet, um den Wassergehalt in der Druckluft zu beschreiben.Sie bezeichnet die Temperatur, bei der Wasserdampf bei dem aktuellen Betriebsdruck zu Wasser zu kondensieren beginnt.Ein niedriger PDP-Wert bedeutet, dass die Druckluft weniger Wasserdampf enthält.
Ein Kompressor mit einer Luftkapazität von 200 Litern/Sekunde erzeugt etwa 10 Liter/Stunde Kondenswasser.Zu diesem Zeitpunkt hat die Druckluft eine Temperatur von 20°C.Durch den Einsatz von Nachkühlern und Trocknungsgeräten werden Probleme durch Kondensation in Rohren und Geräten vermieden.
Zusammenhang zwischen Taupunkt und Drucktaupunkt
Beim Vergleich verschiedener Trockner ist darauf zu achten, dass der atmosphärische Taupunkt nicht mit dem Drucktaupunkt verwechselt wird.Beispielsweise ist der Drucktaupunkt bei 7 bar und +2°C gleich dem normalen Drucktaupunkt bei -23°C.Die Verwendung eines Filters zur Entfernung von Feuchtigkeit (Senkung des Taupunkts) funktioniert nicht.Dies liegt daran, dass bei weiterer Abkühlung weiterhin Wasserdampf kondensiert.Sie können die Art der Trocknungsausrüstung basierend auf dem Drucktaupunkt auswählen.Unter Kostengesichtspunkten gilt: Je niedriger die Taupunktanforderung, desto höher sind die Investitions- und Betriebskosten der Lufttrocknung.Zur Entfernung von Feuchtigkeit aus der Druckluft gibt es fünf Technologien: Kühlung plus Separation, Überverdichtung, Membran, Absorption und Adsorptionstrocknung.
Nachkühler
Ein Nachkühler ist ein Wärmetauscher, der heißes Druckgas kühlt und es dem Wasserdampf im heißen Druckgas ermöglicht, zu Wasser zu kondensieren, das sonst im Rohrleitungssystem kondensieren würde.Der Nachkühler ist wassergekühlt oder luftgekühlt, normalerweise mit einem Wasserabscheider, der das Wasser automatisch ableitet und sich in der Nähe des Kompressors befindet.
Etwa 80–90 % des Kondenswassers werden im Wasserabscheider des Nachkühlers gesammelt.Die Temperatur der durch den Nachkühler strömenden Druckluft ist im Allgemeinen 10 °C höher als die Temperatur des Kühlmediums, kann jedoch je nach Kühlertyp unterschiedlich sein.Fast alle stationären Kompressoren verfügen über einen Nachkühler.In den meisten Fällen ist der Nachkühler in den Kompressor eingebaut.
Verschiedene Nachkühler und Wasserabscheider.Der Wasserabscheider kann Kondenswasser aus der Druckluft trennen, indem er die Richtung und Geschwindigkeit des Luftstroms ändert.
Kalter Trockner
Bei der Gefriertrocknung wird Druckluft abgekühlt, kondensiert und in große Mengen Kondenswasser aufgetrennt.Nachdem die Druckluft abgekühlt und kondensiert ist, wird sie wieder auf Raumtemperatur erwärmt, damit es nicht erneut zu Kondensation an der Außenseite des Kanalnetzes kommt.Der Wärmeaustausch zwischen Drucklufteinlass und -auslass kann nicht nur die Drucklufteinlasstemperatur senken, sondern auch die Kühllast des Kältemittelkreislaufs reduzieren.
Für die Kühlung von Druckluft ist ein geschlossenes Kühlsystem erforderlich.Der Kältekompressor mit intelligenter Berechnungssteuerung kann den Stromverbrauch des Kältetrockners erheblich reduzieren.Kältetrocknungsanlagen werden für Druckgas mit einem Taupunkt zwischen +2°C und +10°C und einer Untergrenze eingesetzt.Diese untere Grenze ist der Gefrierpunkt von Kondenswasser.Sie können ein separates Gerät sein oder in den Kompressor eingebaut sein.Letzteres hat den Vorteil, dass es eine kleine Fläche einnimmt und die Leistung des Luftkompressors gewährleisten kann, mit dem es ausgestattet ist.
Typische Parameteränderungen für Kompression, Nachkühlung und Gefriertrocknung
Das in Kühltrocknern verwendete Kältemittelgas hat ein niedriges Treibhauspotenzial (GWP), was bedeutet, dass bei versehentlicher Freisetzung des Trockenmittels in die Atmosphäre keine globale Erwärmung zu erwarten ist.Gemäß der Umweltgesetzgebung werden künftige Kältemittel niedrigere GWP-Werte aufweisen.
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