Tööstuslik adsorptsioonkuivati – millal on see parem valik kui kondensatsioonkuivati?

Tööstuslik adsorptsioonkuivati – millal on see parem valik kui kondensatsioonkuivati?

Liigne niiskus võib tööstuses tähendada palju enamat kui ebamugavat sisekliimat. Kõrge õhuniiskus võib põhjustada korrosiooni, kondensaadi tekkimist, materjalide omaduste muutumist, toodete riknemist ja probleeme tootmisprotsessides.

Tavalises soojas ruumis saab niiskust sageli edukalt kontrollida kondensatsioonkuivatiga. Madala temperatuuri või väga madala soovitud õhuniiskuse korral hakkavad aga kondensatsioonkuivati füüsikalised piirid järjest rohkem rolli mängima.

Sellistes tingimustes kasutatakse tööstuslikku adsorptsioonkuivatit.

Adsorptsioonkuivati ei vaja niiskuse eemaldamiseks vee kondenseerumist külmale pinnale. Õhus olev veeaur seotakse spetsiaalse adsorptsioonrootoriga ning eemaldatakse sellest kuumutatud regenereerimisõhu abil.

Seetõttu sobib tehnoloogia eriti hästi külmladudesse, tootmisesse, ladudesse, protsessiõhu kuivatamiseks ja rakendustesse, kus on vaja saavutada väga madal kastepunkt.

Üheks selliseks lahenduseks on FRAL FR3050–FR5050 tööstuslike adsorptsioonkuivatite seeria, mille protsessiõhu vooluhulk ulatub mudelist sõltuvalt üle 5000 m³/h ning niiskuse eemaldamise võime kuni 37,2 kg/h tingimustel 20 °C / 60% RH.

Mis on adsorptsioonkuivati?

Adsorptsioonkuivati on õhukuivati, mille töö põhineb veeauru sidumisel adsorbeeriva materjaliga.

Seadme keskseks komponendiks on aeglaselt pöörlev adsorptsioonrootor. Rootori struktuur võimaldab õhus olevat veeauru siduda ning seejärel rootorist eraldi regenereerimisprotsessi abil eemaldada.

Praktikas jaguneb protsess kaheks õhuvooluks.

Protsessiõhk liigub läbi rootori kuivatava osa. Õhus olev niiskus seotakse rootoriga ning seadmest väljub kuivem õhk.

Regenereerimisõhk kuumutatakse ja juhitakse läbi rootori teise sektori. Soojus vabastab rootorisse kogunenud niiskuse ning märg regenereerimisõhk juhitakse kuivatatavast süsteemist välja.

Rootor pöörleb pidevalt kahe tsooni vahel ja protsess jätkub katkematult.

Just see tööpõhimõte võimaldab adsorptsioonkuivatil töötada tingimustes, kus kondensatsioonkuivati efektiivsus võib oluliselt väheneda.

Adsorptsioonkuivati või kondensatsioonkuivati?

Mõlemad tehnoloogiad eemaldavad õhust niiskust, kuid nende optimaalne kasutusala on erinev.

Kondensatsioonkuivati jahutab õhu alla kastepunkti. Veeaur kondenseerub külmale aurustile ning tekkinud vesi juhitakse seadme mahutisse või äravoolu.

Soojas ja suhteliselt niiskes keskkonnas on see väga efektiivne lahendus.

Temperatuuri ja õhu absoluutse niiskussisalduse vähenedes muutub kondenseerimine aga järjest raskemaks.

Adsorptsioonkuivati ei sõltu samal viisil vee kondenseerumisest. Seetõttu saab seda kasutada väga madalatel temperatuuridel ning väga madala lõppniiskuse saavutamiseks.

Lihtsustatult:

Seetõttu ei ole küsimus selles, kumb tehnoloogia on üldiselt parem. Õige valik sõltub temperatuurist, algsest niiskusest ja soovitud lõpptulemusest.

Miks kondensatsioonkuivati külmas efektiivsust kaotab?

Seda tasub mõista, sest see selgitab adsorptsioonkuivati peamist eelist.

Kondensatsioonkuivati peab vee eemaldamiseks jahutama õhu piisavalt madalale, et veeaur kondenseeruks.

Näiteks +25 °C ja kõrge suhtelise õhuniiskusega õhus on palju veeauru. Kondensatsioonkuivatil on seda suhteliselt lihtne eemaldada.

Kui temperatuur langeb näiteks +5 °C juurde, sisaldab sama suhtelise õhuniiskusega õhk absoluutarvestuses palju vähem vett.

Veel madalamal temperatuuril võib aurusti hakata jäätuma.

Professionaalsed kondensatsioonkuivatid kasutavad selle vastu erinevaid sulatuslahendusi, kuid füüsika jääb samaks – mida külmemaks ja kuivemaks keskkond muutub, seda vähem sobib kondensatsioonimeetod väga madala lõppniiskuse saavutamiseks.

Adsorptsioonprotsess töötab teisiti ning just seetõttu pakub FRAL oma tööstuslikke adsorptsioonseadmeid rakendustesse, kus temperatuur võib langeda alla nulli.

Tööstuslik adsorptsioonkuivati külmlattu

Külmladu on üks selgemaid näiteid keskkonnast, kus adsorptsioonkuivati eelised esile tulevad.

Kui külma ruumi pääseb väljast soojemat ja niiskemat õhku, langeb selle temperatuur kiiresti. Õhu võime veeauru hoida väheneb ning tulemuseks võib olla kondensaat või jää.

Probleeme võib tekkida:

• ustel ja väravatel;
• aurustitel;
• külmadel pindadel;
• konstruktsioonidel;
• ladustatud toodetel;
• põrandatel ja liikumisteedel.

Niiskuse vähendamine enne kondensaadi või jää tekkimist võib olla palju mõistlikum kui tagajärgedega tegelemine.

Adsorptsioonkuivati võimaldab külma keskkonda juhtida madala kastepunktiga kuiva õhku.

See on põhimõtteliselt teistsugune lähenemine: me ei oota, kuni vesi külmale pinnale kondenseerub, vaid vähendame õhu niiskussisaldust enne seda.

Mis on kastepunkt ja miks see tööstuses oluline on?

Kodukasutuses räägitakse õhuniiskusest tavaliselt suhtelise õhuniiskuse ehk RH kaudu.

Näiteks:

45% RH
60% RH
75% RH

Tööstuslikes protsessides võib olulisemaks muutuda kastepunkt.

Kastepunkt näitab temperatuuri, mille juures õhus olev veeaur hakkab antud niiskussisalduse juures kondenseeruma.

Mida madalam on kastepunkt, seda vähem sisaldab õhk tegelikult veeauru.

See muutub eriti oluliseks juhul, kui õhk puutub kokku väga külmade pindadega või kui tootmisprotsess nõuab erakordselt kuiva keskkonda.

FRALi FR-seeria tööstuslikud adsorptsioonkuivatid on konstrueeritud töötama temperatuurivahemikus ligikaudu −20 kuni +40 °C ning tootja toob välja võimaluse saavutada sobiva süsteemilahendusega kastepunkte kuni umbes −60 °C tdp.

See on juba hoopis teine kuivatusklass kui tavaline ruumiõhukuivati.

Niiskuse kontroll tootmises

Paljudes tootmisprotsessides mõjutab niiskus otseselt materjali või lõpptoote kvaliteeti.

Probleem ei pruugi olla isegi nähtav kondensaat.

Muutuv õhuniiskus võib mõjutada näiteks hügroskoopseid materjale, pulbreid, pakkematerjale, toorainet ja erinevaid tootmisprotsesse.

Sellises keskkonnas pole eesmärk tingimata „märga ruumi kuivatada“.

Eesmärk on hoida stabiilset ja kontrollitud protsessikeskkonda.

Seetõttu on tööstuslik niiskuskontroll tavaliselt süsteemne lahendus, kus arvestatakse:

• protsessiõhu hulka;
• välisõhu koormust;
• ruumi temperatuuri;
• soovitud suhtelist õhuniiskust;
• soovitud kastepunkti;
• inimeste ja protsesside tekitatud niiskust;
• hoone õhupidavust;
• ventilatsiooni;
• seadme vajalikku staatilist rõhku.

Alles nende andmete põhjal saab määrata sobiva adsorptsioonkuivati.

Adsorptsioonkuivati korrosiooni vähendamiseks

Korrosioon vajab arenemiseks sobivaid keskkonnatingimusi ning õhuniiskus on selles üks olulisi tegureid.

Seetõttu kasutatakse kontrollitud kuiva õhku ka metallkonstruktsioonide, masinate, seadmete ja teiste niiskustundlike objektide säilitamisel.

Adsorptsioonkuivatuse eelis on võimalus hoida õhku stabiilselt kuivana ka siis, kui ruum ise on külm.

See võib olla oluline näiteks:

• tehnilistes ladudes;
• seadmete pikaajalisel säilitamisel;
• tööstuslikes hoiuruumides;
• metallkonstruktsioonide kaitsmisel;
• hooajaliselt kasutatavates objektides.

Eesmärk pole sellisel juhul eemaldada juba tekkinud roostet, vaid luua keskkond, kus niiskusest tingitud korrosiooni risk on väiksem.

FRAL FR3050–FR5050 – suure jõudlusega tööstuslik lahendus

Väiksemate adsorptsioonkuivatite kõrval on olemas seadmed, mis on mõeldud hoopis suurte õhukoguste ja tööstuslike protsesside jaoks.

FRAL FR3050–FR5050 seeria kuulub sellesse klassi.

FR3050 kuivatusvõimsus on tootja järgi 23 kg/h ja FR5050-l kuni 37,2 kg/h, mõõdetuna temperatuuril 20 °C ja suhtelisel õhuniiskusel 60%. Protsessiõhu vooluhulk ulatub mudelist sõltuvalt ligikaudu 3050–5050 m³/h.

Suurima FR5050 mudeli 37,2 kg/h tähendab samade tingimuste püsimisel arvutuslikult:

37,2 × 24 = 892,8 kg niiskust ööpäevas.

Siin on oluline rõhutada, et 892,8 kg/24 h on tunnijõudlusest arvutatud ekvivalent, mitte universaalne jõudlus kõigis tingimustes.

Tööstusliku kuivati tegelik jõudlus sõltub alati siseneva protsessiõhu temperatuurist ja niiskussisaldusest.

FRAL FR3050–FR5050 tööstuslik adsorptsioonkuivati Pro Airis

FR3050–FR5050 mudelite erinevused

FR-seeria võimaldab valida seadme vastavalt vajaminevale õhuhulgale ja kuivatusvõimsusele.

* Kuivatusvõimsus 20 °C / 60% RH juures. FRALi uuemas tehnilises lehes on protsessiõhu nimiväärtused ümardatud vastavalt 3000, 3500, 4500, 4000 ja 5000 m³/h, mistõttu võib erinevate dokumentide vahel näha väikest erinevust.

See tabel näitab ka üht olulist asja: suurem õhuvool ei tähenda automaatselt suuremat niiskuse eemaldamist.

Tööstusliku adsorptsioonkuivati dimensioneerimisel tuleb vaadata kogu süsteemi.

Elektriline või auruga regenereerimine?

Adsorptsioonrootor peab pärast niiskuse sidumist uuesti kuivama ehk regenereeruma.

Selleks kasutatakse kuumutatud regenereerimisõhku.

FR3050–FR5050 seeria tehniline lahendus võimaldab kasutada elektrilist või auruga regenereerimist. Elektrilise regenereerimise paigaldatud võimsus ulatub mudelist sõltuvalt 27–54 kW-ni. FR5050 auruga variandi dokumentatsioonis on regenereerimissoojusvaheti väljundiks 55,2 kW ja aurutarbeks 95 kg/h 6 bar juures.

Suure tööstusobjekti puhul võib see valik olla majanduslikult väga oluline.

Kui ettevõttel on tootmisprotsessist juba sobiv aur saadaval, võib kogu süsteemi optimaalne lahendus erineda täielikult objektist, kus regenereerimiseks kasutatakse elektrit.

Seetõttu tuleks suure adsorptsioonkuivati puhul hinnata kogu süsteemi energiabilanssi, mitte ainult kuivati nimivõimsust.

PLC ja automaatikaga ühendamine

Tööstuslik õhukuivati ei pea töötama eraldiseisva seadmena.

FRAL FR3050 on varustatud PLC-juhtimise ja ekraaniga juhtterminaliga ning tootja pakub lisavarustusena RS485 Modbus-liidest ja muid kommunikatsiooniprotokolle.

See võimaldab integreerida niiskuse kontrolli suuremasse hoone- või protsessiautomaatikasse.

Näiteks saab süsteemi töö siduda:

• suhtelise õhuniiskusega;
• kastepunktiga;
• tootmisprotsessiga;
• ventilatsiooniga;
• tööaegadega;
• häirete ja monitooringuga.

Just siin muutub „õhukuivati“ tegelikult protsessiseadmeks.

Millal piisab tavalisest ehituskuivatist?

Kõigi niiskusprobleemide jaoks pole suurt adsorptsioonkuivatit vaja.

Kui tegemist on tavalise ehitusobjekti või veekahjustusega ning ruumis on normaalne plusstemperatuur, on professionaalne kondensatsioonkuivati sageli palju lihtsam ja energiatõhusam lahendus.

Näiteks Fral FDNP 62 / FDNF62 on 550 m³/h õhuvooluga professionaalne mobiilne kondensatsioonkuivati, mille keskmine nimivõimsus on 750 W. FRAL kasutab sellel kuumgaasisulatust ja automaatset niiskusjuhtimist.

Fral FDNP 62 / SuperDryer62 ehituskuivati

Suurema ehitusobjekti ja veekahjustuse korral on Pro Airi valikus Fral FDNP 96, mille klass on 96 l/24 h ja 1000 m³/h.

Fral FDNP 96 professionaalne ehituskuivati

Adsorptsioonkuivati muutub eriti põhjendatuks siis, kui temperatuur langeb väga madalale või soovitud lõppniiskus/kastepunkt on kondensatsioonkuivati jaoks liiga madal.

Kuidas valida tööstuslik adsorptsioonkuivati?

Esimese asjana ei tasu küsida: „mitu liitrit ööpäevas?“

Tööstusliku süsteemi puhul on olulisemad küsimused:

1. Milline on siseneva õhu temperatuur?
2. Milline on siseneva õhu niiskussisaldus?
3. Kui palju õhku tuleb tunnis töödelda?
4. Millist suhtelist õhuniiskust soovitakse?
5. Milline peab olema soovitud kastepunkt?
6. Kui suur on ruumi või protsessi niiskuskoormus?
7. Kui palju välisõhku süsteemi siseneb?
8. Kas regenereerimiseks kasutatakse elektrit või auru?
9. Kas kuivati ühendatakse kanalitega?
10. Kas seade peab suhtlema hoone- või protsessiautomaatikaga?

Nende vastuste põhjal saab arvutada tegeliku vajaliku kuivatusvõimsuse.

See on põhjus, miks suure tööstusliku adsorptsioonkuivati valimine ainult veebipoes oleva kg/h või m³/h numbri järgi ei ole hea projekteerimismeetod.

Korduma kippuvad küsimused tööstuslike adsorptsioonkuivatite kohta

Kas adsorptsioonkuivati töötab miinustemperatuuril?
Jah. See on tehnoloogia üks suuremaid eeliseid. FRALi FR3050 tööpiirkonnaks on märgitud −20…+40 °C.

Kui madala kastepunkti saab saavutada?
FRAL kirjeldab FR-seeria puhul võimalust saavutada sobiva süsteemi korral kastepunkt kuni ligikaudu −60 °C tdp. Tegelik tulemus sõltub siseneva õhu tingimustest ja süsteemi konfiguratsioonist.

Kas adsorptsioonkuivati sobib külmlattu?
Jah. Madala temperatuuri ja madala kastepunkti nõue on just üks adsorptsioontehnoloogia tüüpilisi kasutuskohti.

Kas adsorptsioonkuivati sobib ehitusobjektile?
Jah, eriti külmas keskkonnas või juhul, kui on vaja saavutada väga madal lõppniiskus. Tavalisel soojal ehitusobjektil on kondensatsioonkuivati sageli energiatõhusam ja lihtsam.

Kui palju FRAL FR5050 niiskust eemaldab?
FR5050 nimijõudlus on 37,2 kg/h temperatuuril 20 °C ja 60% RH. See vastab arvutuslikult 892,8 kg-le 24 tunni jooksul samade tingimuste püsimisel.

Kas tööstuslik adsorptsioonkuivati vajab 400 V elektrit?
FR3050–FR5050 elektrilised mudelid kasutavad FRALi tehniliste andmete järgi 400 V / 3 faasi / 50 Hz toidet.

Kas seadet saab ühendada automaatikaga?
Jah. FR-seerial kasutatakse PLC-juhtimist ning saadaval on näiteks RS485 Modbus ja muud kommunikatsioonilahendused.

Tööstuslik niiskuse kontroll vajab õiget tehnoloogiat

Tööstusliku kuivatamise juures ei ole eesmärk alati lihtsalt võimalikult palju vett õhust välja võtta.

Mõnikord on eesmärgiks vältida kondensaati külmlaos.

Teisel juhul on vaja kaitsta toodet või materjali liigse niiskuse eest.

Kolmandal juhul peab tootmisprotsess töötama kindla kastepunktiga.

Ja mõnes keskkonnas tuleb niiskust kontrollida isegi miinustemperatuuril.

Sellistes tingimustes tuleb vaadata tavalisest l/24 h näitajast kaugemale.

Adsorptsioonkuivati võimaldab kontrollida õhu tegelikku niiskussisaldust ka väga madalatel temperatuuridel ja saavutada oluliselt madalamaid kastepunkte kui tavapärase kondensatsioonkuivatusega.

FRAL FR3050–FR5050 seeria on selle tehnoloogia suure jõudlusega tööstuslik näide: kuni 37,2 kg/h niiskuse eemaldamine, üle 5000 m³/h protsessiõhk, PLC-juhtimine ning elektrilise või auruga regenereerimise võimalus.

Vaata FRAL FR3050–FR5050 tööstuslikku adsorptsioonkuivatit