خشک کن های تبریدی

منشاء آب در سیستم هوای فشرده
هوای محیط همواره دارای مقادیری آب به صورت بخار می باشد که پس از فرایند فشرده سازی توسط کمپرسور و در خروجی آن افزایش می یابد. از آنجائیکه مولکول های سیال هوا برخلاف مولکول های آب قابلیت فشرده شدن را دارند، این موضوع سبب می شود که بطور مثال 1 مترمکعب هوای فشرده شده با فشار 7 بار دارای مقدار آب موجود در 7 مترمکعب هوای پیرامون کمپرسور باشد. به عبارت دیگر پس از فرایند فشرده سازی هوا توسط کمپرسور، میزان رطوبت در مقیاس حجم افزایش یافته است.
نقطه شبنم Dew Point:
نقطه شبنم به زبان ساده دمایی است که در آن بخار آب تبدیل به مایع (کندانس) شود.
با توجه به مفهوم نقطه شبنم هرچقدر هوا گرم تر شود، قابلیت جذب رطوبت نیز در آن بیشتر می شود و برعکس آن نیز با پایین آمدن دما، توانایی هوا در نگهداری رطوبت کاهش می یابد و ذرات سنگین تر آب از هوا جدا می شود.
از این رو تفاوت بسیاری در انتخاب کمپرسور و سایر تجهیزات فراوری هوای فشرده نظیر خشک کن ها در نواحی مختلف آب و هوایی وجود دارد، زیرا عدد دیو پوینت و میزان جذب رطوبت با توجه به جداول راهنما تغییر می کند.
یکی از عوامل مهم دیگر در تغییر نقطه شبنم، فشار است و در فشارهای مختلف عدد آن تغییر می کند.
نکته: در فشار ثابت عدد نقطه شبنم (Dew Point) همیشه 20 تا 30 درجه سانتی گراد از عدد فشار آن (Pressure Dew Point) کمتر است.
فرایند خشک کردن (جذب رطوبت) هوای فشرده
در صنعت هوای فشرده دو راه عمده و پرکاربرد برای خشک کردن هوا وجود دارد:
• تغییردما: بخار آب در دمای پایین به آب تبدیل می شود و می توان با جدا کردن و گرم کردن مجدد هوا، آن را خشک کرد. این پروسه در خشک کن های تبریدی (Refrigerant Dryers) رخ می دهد.
• جذب سطحی : مولکول های آب به سطح مواد جاذب رطوبت که قابلیت تجدید شدن (احیاء) را دارند جذب می شود. این پروسه در خشک کن های جذبی (PSA Dryers) رخ می دهد.
درایرها در کنترل فاکتور رطوبت هوا نقش مهمی داشته و بسته به مقدار مورد انتظار رطوبت در هوای خروجی کمپرسورها دسته بندی می شوند.
درایر جذبی Desiccant Dryer: همانطور که در بالا اشاره شد برای رسیدن به نقطه شبنم های زیر 3 + و تا 70 – درجه سانتیگراد استفاده می گردد.
توجه: هریک از این سیستم های خشک کن دارای نقاط قوت و ضعف خاص خود هستند و پیشنهاد می گردد تا پیش از انتخاب و مبادرت به سفارش گذاری هر یک از آنها از خدمات مشاوره های فنی رایگان کارشناسان هتکو استفاده نمایید.
درایر تبریدی Refrigerant Dryer: می توانند رطوبت موجود در هوا را حداقل به 3 + درجه نقطه شبنم (Dew Point)برسانند و عملا” توانایی کمتر از این مقدار را نخواهند داشت زیرا این نوع درایرها با سرد کردن و میعان آب موجود در هوا اقدام به جدا سازی آب از هوا نموده و با توجه به ریسک یخ زدگی آب در دمای پایین تر، امکان جدا سازی مولکول های بخار آب در دماهای پایین تر امکان پذیر نخواهد بود. بنابراین برای دستیابی به نقطه شبنم های پایین تر ناگزیر به استفاده از درایرهای جذبی خواهیم بود.
اساس کار درایر تبریدی
اساس کار یک درایر تبریدی شبیه یخچال های خانگی است و ادوات آن ها تقریبا مشابه با هم کار می کنند.
سیکل تبرید هردوی آن ها معمولا با یکی از گازهای زیر کار می کند:
• R134
• R134A
• R407
• R407C
این گازها در سیکل تبرید سرمای خود را به هوای فشرده می دهند و گرمای آن را به خود می گیرند و طی این فرایند چگالش رخ می دهد.
اجزای اصلی درایر تبریدی
• کمپرسور
• کندانسور
• مبدل گرمایی (Heat Exchanger)
• رسیور (Receiver)
• لوله مویی
• شیر گازی مبدل گرمایی (Heat Exchanger Expansion Valve)
نحوه کار درایر تبریدی
هوای فشرده شده پس از عبور از افترکولر کمپرسور، خنک شده و آماده ورود به درایر تبریدی است.
هوای فشرده وارد مبدل گرمایی یا خشک کن (Evaporator یا Heat Exchanger) می شود.
در این قسمت هوای فشرده و گاز تبرید به طور غیر مستقیم در ارتباط هستند و طی تبادل حرارتی صورت گرفته هوای فشرده عبوری سرد شده و چگالش اتفاق می افتد که باعث حذف رطوبت (بصورت کندانس) و خشک شدن هوای فشرده عبوری از سیستم می شود.

فرایند گاز تبرید
عملکرد سیکل تراکم (condenser)
گاز مبرد پس از فرایند فشرده سازی توسط واحد کمپرسور درایر، وارد کندانسور می شود. در اینجا تغییر فاز گاز به فاز مایع صورت می گیرد.
دلیل این تغییر فاز اصول طراحی کندانسور (سطح تبادل حرارتی بالا) و پروانه دوار روی الکتروموتور مستقر بر روی آن می باشد که گرمای گاز را به محیط انتقال داده و باعث کاهش دما و تبدیل گاز مبرد به مایع می شود.
اگر فرایند کاهش دما در کندانسور به درستی انجام نشود، سنسور دما وضعیت را به سیستم کنترل انتقال می دهد و در این صورت درایر به درستی عمل نمی کند و گاز به مایع تبدیل نمی شود. پس حتما باید سطح کندانسور تمیز باشد تا این کاهش دما به درستی انجام شود.
سیال تبرید بعد از کندانسور در یک رسیور جمع می شود و پس از آن به لوله مویی می رسد.
وقتی سیال وارد لوله مویی می شود، در اثر تغییر سطح موجود در این لوله، از فاز مایع به گاز تغییر حالت می دهد (برعکس مرحله قبل).
دلیل این تغییر فاز این است که سیال وارد سطح مقطع کوچکتر شده و سرعت آن به شدت افزایش می یابد و بر اساس این افزایش سرعت، سیال اتمیزه شده و به حالت گاز در می آید.
عملکرد مبدل گرمایی (Evaporator یا Heat Exchanger)
این گاز وارد اواپراتور یا Heat Exchanger می شود.
در اواپراتور فرایند گرماگیر اتفاق می افتد، یعنی گاز فریون که به شدت گرماگیر است، گرمای هوای فشرده را به دلیل اختلاف دمای موجود به خود می گیرد و تعادل دمایی رخ می دهد.
در این مرحله با کاهش دمای هوای فشرده عمل چگالش رخ می دهد و رطوبت موجود از هوای فشرده جدا می شود.
این رطوبت به صورت قطرات آب از واتر سپراتور درایر تبریدی خارج می شود و هوای فشرده خشک آماده مصرف می شود.
درایر های تبریدی بر خلاف درایر های دیگر هیچ هزینه مازادی به جز هزینه برق ندارند.
اگر از این درایرها به درستی نگهداری شود، مدت ها بدون کمترین هرینه ای، خروجی نقطه شبنم 3 +تا 5 + درجه سانتی گراد را خواهد بود.
نقش Hot Gas Valve در درایرهای تبریدی
در مبدل گرمایی(Heat Exchanger) گاز فریون که بر اثر تبادل دما با هوای فشرده گرم شده دوباره به سیکل تبرید بر می گردد و وارد کمپرسور درایر می شود و در مسیر برگشت به کمپرسور درایر از شیر گاز گرم (Hot Gas Valve) عبور می کند.
این شیر قسمتی از گاز فریون گرم شده را وارد کمپرسور می کند تا مانع یخ زدگی در کمپرسور شود.
در زمستان با سرد شدن هوای محیط، هوای ورودی به اواپراتور نیز سرد می شود. بر اثر سردی هوا و افزایش ناگهانی حجم کمپرسورهای تبرید، امکان یخ زدگی در مسیر ورودی این کمپرسور به وجود می آید.
برای جلوگیری از این یخ زدگی باید Hot Gas Valve به درستی کار کند، تا با هوای گرمی که از خود عبور می دهد مانع یخ زدگی کامل لوله شود.
تنظیمات Hot Gas Valve بسیار حائز اهمیت است زیرا اگر میزان گاز گرم بیشتر از حد معین باشد باعث افزایش دمای کمپرسور می شود، و اگر کمتر باشد می تواند باعث یخ زدگی در لوله کمپرسور گردد.
انواع درایر تبریدی
درایرهای تبریدی به صورت کلی به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
• چرخشی
متداول ترین نوع دستگاه درایر تبریدی هستند که به دلیل کارایی بالا و قیمت پایین خود با استقبال زیادی رو به رو شده اند.
• غیر چرخشی
قابلیت تنظیم میزان سرد کنندگی بر اساس هوای مصرفی را دارند که این ویژگی برای صرفه جویی در مصرف انرژی بسیار مفید است ولی قیمت تمام شده بالاتری نسبت به مدل چرخشی دارند.
عوامل اصلی آسیب درایرهای تبریدی
• عدم طراحی مناسب با توجه به محیطی که در آن قرار می گیرد.
• نبود یا کمبود تخصص و توجه کافی در خصوص اصول نگهداری سیستم.
• کندانسور باید به موقع بادگیری شود تا بتواند دمای گاز مبرد را به درستی کاهش دهد، تا این گاز به مایع تبدیل شود.
• دمای هوای فشرده ورودی به درایر باید کنترل شود. بالا بودن دمای ورودی به درایر می تواند راندمان درایر را کاهش دهد با حتی درایر را از کار بیندازد.
• اگر هوای محیط کمپرسورخانه که توسط کمپرسور مکش می شود اسیدی و آلوده باشد، با توجه به آلیاژ داخلی اواپراتور که از جنس آلومینیوم است، باعث سوراخ شدن آن شده و در نتیجه تبادل دمایی به درستی صورت نمی گیرد و چگالش کامل رخ نمی دهد.
نکاتی که در هنگام خرید دستگاه درایر تبریدی باید به آن ها توجه کنید
• ماکسیمم فشار: فشار حداکثر درایر باید بالاتر از ماکسیم فشار کمپرسور باشد تا درایر بتواند هوا را به داخل خود کشیده و رطوبت آن را جدا کند.
• ماکسیمم جریان: حداکثر جریان قابل عبور از درایر باید بالاتر از ماکسیمم جریانی باشد که کمپرسور تولید می کند. اگر حجم درایر کوچک تر از حجم هوای تولیدی کمپرسور باشد، درایر دچار افت فشار شدیدی خواهد شد.
• دمای ورودی: دستگاه درایر تبریدی دارای یک ماکسیمم دمای ورودی است که اگر دما از این میزان بیشتر شود به قطعات داخلی درایر صدمه وارد شده و درایر نمی تواند باعث کاهش رطوبت هوا شود. بعضی مدل ها دارای تحمل گرمایی بالایی هستند و در صورتی که کمپرسور شما گرمای زیادی تولید می کند باید از این مدل ها استفاده کنید.
• ماکسیمم دمای هوای محیط: دما هوای محیط در عملکرد دستگاه درایر تبریدی موثر است و در صورت افزایش دمای محیط احتمال خاموش شدن درایر وجود دارد. باید در روزهای گرم تابستان دمای اتاق کمپرسور را کنترل کرده و از خنک بودن آن مطمئن شد.
مزایا و ویژگی های انتخاب هتکو :
• پشتوانه طراحی و مهندسی پلنت در انتخاب محصول مناسب
• انتخاب و تامین محصول برتر از سازندگان مطرح
• مصرف پایین انرژی
• استفاده ازگاز R407C , R134a مناسب لایه اوزون
• طراحی مناسب جهت دسترسی آسان به قطعات
• سازگاری بالا با شرایط سایت مشتری
• افت فشار پایین حتی در شرایط کاری متغییر