Osuszacz adsorpcyjny pozwala uzyskać bardzo suche sprężone powietrze, często o punkcie rosy około -40°C. W wielu instalacjach taki poziom osuszenia ma uzasadnienie technologiczne. Problem pojawia się wtedy, gdy osuszacz pracuje w cyklu stałym, a instalacja nie potrzebuje tak głębokiego osuszania przez cały czas.
W porównaniu z osuszaczem ziębniczym osuszacz adsorpcyjny może generować znacznie wyższe koszty eksploatacji. Przyjmuje się, że osuszacze adsorpcyjne zużywają około 1 kW energii elektrycznej na każdy 1 m³/min przepływu nominalnego. Dla osuszaczy ziębniczych wartość ta wynosi około 0,27 kW na 1 m³/min. Różnica może więc sięgać około czterokrotności.
Koszt nie wynika jednak wyłącznie z poboru energii elektrycznej. W osuszaczach regenerowanych na zimno dużą część kosztów powoduje zużycie sprężonego powietrza na regenerację adsorbentu.
Jak działa osuszacz adsorpcyjny?
Osuszacz adsorpcyjny wykorzystuje środek suszący, czyli adsorbent, który przechwytuje wilgoć ze sprężonego powietrza. Dzięki temu z instalacji może wychodzić powietrze o bardzo niskim punkcie rosy.
W standardowym układzie pracują dwie kolumny adsorpcyjne. W jednej kolumnie odbywa się osuszanie sprężonego powietrza, a w drugiej regeneracja środka suszącego. Gdy adsorbent w pierwszej kolumnie zbliża się do nasycenia, układ przełącza pracę kolumn.
Proces wygląda następująco:
- sprężone powietrze przepływa przez adsorbent w kolumnie A,
- środek suszący zatrzymuje wilgoć,
- suche sprężone powietrze opuszcza osuszacz,
- w kolumnie B trwa regeneracja adsorbentu,
- część suchego powietrza kierowana jest do kolumny regenerowanej,
- rozprężone powietrze usuwa wilgoć z adsorbentu i trafia na zewnątrz.
W osuszaczach regenerowanych na zimno przepływ powietrza przeznaczonego na regenerację może wynosić około 15–20% nominalnego przepływu osuszacza. To właśnie ten strumień często generuje największe koszty.
Dlaczego przewymiarowany osuszacz może kosztować więcej?
Koszty rosną szczególnie wtedy, gdy osuszacz adsorpcyjny dobrano na maksymalną wydajność instalacji, a w codziennej pracy obciążenie jest znacznie mniejsze.
Załóżmy, że stacja sprężonego powietrza pracuje z dwiema sprężarkami o wydajności 6,3 m³/min i mocy 37 kW każda. Do takiego układu dobrano osuszacz o przepływie 14,3 m³/min, ponieważ model o wydajności 12,6 m³/min nie był dostępny.
W rzeczywistości podczas normalnej produkcji może pracować tylko jedna sprężarka, a średni przepływ może wynosić na przykład 4,3 m³/min. Jeśli osuszacz pracuje w cyklu stałym, może zużywać na regenerację około 2,1–2,9 m³/min sprężonego powietrza.
Oznacza to, że na samą regenerację adsorbentu może trafiać nawet 47–67% powietrza wytwarzanego przez pracującą sprężarkę. W takim przypadku osuszacz staje się jednym z największych odbiorców sprężonego powietrza w instalacji.
Czy zawsze potrzebny jest punkt rosy -40°C?
Pierwsze pytanie przy ocenie kosztów powinno brzmieć: czy instalacja rzeczywiście wymaga tak suchego powietrza?
Nie każda produkcja potrzebuje punktu rosy na poziomie -40°C. Jeśli proces technologiczny, warunki pracy instalacji i wymagania jakościowe na to pozwalają, osuszacz ziębniczy może znacząco obniżyć koszty uzdatniania sprężonego powietrza. Szczególnie korzystne są wersje z redukcją poboru mocy przy mniejszym obciążeniu wilgocią.
Osuszacz adsorpcyjny warto stosować tam, gdzie wymagają tego warunki procesu, ryzyko kondensacji, praca w niskich temperaturach lub wysokie wymagania dotyczące jakości sprężonego powietrza. Jeśli takich wymagań nie ma, zbyt głębokie osuszanie oznacza niepotrzebny koszt.
Osuszacz adsorbcyjny BOGE typ DAV-75, regenerowany na gorąco.
Jak ograniczyć koszty pracy osuszacza adsorpcyjnego?
Jeśli osuszacz adsorpcyjny jest wymagany, warto sprawdzić kilka punktów, które mogą ograniczyć koszty operacyjne.
Największy wpływ ma kontrola punktu rosy. Nawet małe osuszacze mogą mieć opcję montażu czujnika wilgoci, który dopasowuje regenerację do rzeczywistej ilości wilgoci w powietrzu. Przy małym obciążeniu taka funkcja może szybko obniżyć koszty pracy urządzenia. Jeśli instalacja ma już kontrolę punktu rosy, trzeba sprawdzić, czy funkcja działa prawidłowo i czy pozostaje aktywna.
Znaczenie ma także prawidłowy przepływ powietrza na regenerację. Zbyt duży przepływ zwiększa straty, a niesprawne zawory mogą powodować stały ubytek sprężonego powietrza. Warto regularnie sprawdzać stan zaworów, sekwencję przełączania kolumn oraz poprawność nastaw.
Kolejny punkt to dobór wydajności. Osuszacz często okazuje się zbyt duży względem bieżącego zapotrzebowania. W instalacjach z kilkoma sprężarkami czasem lepiej pracują dwa mniejsze osuszacze niż jeden duży. W takim układzie jeden osuszacz może wyłączać się razem z przypisaną sprężarką.
Trzeba też sprawdzić dreny filtrów na wlocie i wylocie z osuszacza. Nieszczelne lub źle dobrane dreny mogą generować stałe straty sprężonego powietrza. Energooszczędne dreny bezstratne pomagają ograniczyć niekontrolowane ubytki.
Kiedy rozważyć osuszacz z regeneracją na gorąco?
Przy zakupie nowego urządzenia warto sprawdzić osuszacze adsorpcyjne, które nie pobierają sprężonego powietrza z instalacji na regenerację albo pobierają go w bardzo małej ilości. Dotyczy to między innymi osuszaczy regenerowanych na gorąco oraz rozwiązań z własną dmuchawą.
Takie urządzenia mogą wymagać dodatkowej energii elektrycznej, ale ograniczają zużycie sprężonego powietrza. Przy większych przepływach i długiej pracy instalacji różnica w kosztach może mieć duże znaczenie.
Audyt instalacji pomaga znaleźć realne straty
W wielu zakładach audyt sprężonego powietrza pokazuje, że osuszacz adsorpcyjny należy do największych odbiorców powietrza w całej instalacji. Często nie wynika to z awarii, lecz z przewymiarowania, pracy w cyklu stałym, braku kontroli punktu rosy albo strat na zaworach i drenach.
Dlatego koszt pracy osuszacza adsorpcyjnego warto oceniać nie tylko przez pryzmat katalogowej mocy urządzenia. Trzeba sprawdzić rzeczywisty przepływ, obciążenie instalacji, tryb regeneracji, wymagany punkt rosy i stan osprzętu.
Dobrze dobrany i prawidłowo sterowany osuszacz adsorpcyjny może pracować skutecznie bez niepotrzebnych strat. Źle dobrany lub pracujący stale przy niskim obciążeniu potrafi natomiast znacząco podnieść koszt produkcji sprężonego powietrza.
