Septiembre 26, 2022
Brian MannEl tratamiento del aire comprimido, o la eliminación de contaminantes, parece a veces una idea tardía. ¿Cuántas veces vemos un pliego de condiciones, con la capacidad, la presión de entrega y las condiciones del sitio claramente definidas, pero la calidad del aire se define como "limpio y seco", "aire de planta" o "aire de calidad para instrumentos"? "Una vez es más a menudo de lo que deberíamos
La norma ISO 8573-1 define clases de calidad de aire basadas en la pureza de las partículas, la humedad y el aceite en términos de concentración y tamaño de las partículas. Por lo general, un secador de aire comprimido refrigerado proporcionará una calidad de aire que cumpla los criterios de la clase 4, o un punto de rocío a presión inferior o igual a 38 °F.
Por lo tanto, al elegir un secador, decida si un secador refrigerado cumplirá con los requisitos, dimensione uno para que coincida con la capacidad del compresor, y ya está listo, ¿verdad? No. ¡No tan rápido! Hay mucho más que considerar al seleccionar y dimensionar un secador frigorífico. ¿Masa térmica cíclica, no cíclica o controlada por VSD? ¿Enfriado por aire o por agua? ¿Y qué hay del dimensionamiento? ¿Necesita igualar la capacidad del compresor o aumentar un tamaño? A continuación le ofrecemos (casi) todo lo que no sabía que tenía que saber a la hora de elegir su secador de sistema de aire comprimido.
Antes de considerar las distintas tecnologías de secado de aire comprimido refrigerado, consideremos brevemente el dimensionamiento del secador de aire comprimido. Los secadores de aire comprimido suelen tener un valor nominal de los "tres 100": 100 °F de temperatura del aire de entrada, 100 °F de temperatura ambiente y 100 psig de presión del aire de entrada.
Cuando las condiciones de funcionamiento varían con respecto a estas condiciones, la capacidad del secador cambia. La capacidad del aire para retener la humedad varía con la temperatura e inversamente con la presión. La capacidad del secador de aire comprimido refrigerado para rechazar el calor del condensador al aire ambiente se reduce a medida que aumenta la temperatura del aire ambiente. ¿Qué significa todo esto para la persona que selecciona un secador de aire comprimido?
Empecemos por las condiciones del aire comprimido de entrada. Una regla común es que por cada 20 °F que aumenta la temperatura del aire, se duplica su capacidad de retener la humedad. En muchos climas, la temperatura de descarga de un compresor de aire refrigerado puede alcanzar fácilmente los 120 °F, lo que significa que el secador debe eliminar casi el doble de agua en comparación con una temperatura del aire de entrada de 100 °F. Un secador cuya capacidad sea igual a la del compresor probablemente no proporcionará el punto de rocío deseado.
Por otra parte, la capacidad del aire para retener la humedad varía de forma inversa a la presión. A medida que aumenta la presión, los huecos entre las moléculas de aire se hacen más pequeños y la humedad ya no puede permanecer en forma de vapor. Se condensa y sale del aire como condensado líquido. El impacto en el secador es que hay menos agua que eliminar, por lo que la capacidad efectiva del secador se incrementa con el aumento de la presión.
Las condiciones ambientales de la sala de compresores afectan al secador de dos maneras. En primer lugar, la diferencia de temperatura entre el condensador y el entorno se reduce, lo que repercute negativamente en el rendimiento del condensador y del ciclo de refrigeración en su conjunto. En segundo lugar, si el compresor está refrigerado por aire, las elevadas temperaturas ambientales suelen dar lugar a elevadas temperaturas de descarga del aire comprimido. Por lo tanto, la temperatura ambiente desempeña un papel fundamental en el debate sobre el secador.
La mayoría de los fabricantes publican factores de corrección para sus secadores, y un usuario final, equipado con la información correcta, puede dimensionar adecuadamente un secador de aire comprimido. En muchos casos, para proporcionar el punto de rocío deseado en todas las condiciones, la capacidad nominal del secador superará la capacidad del compresor, y en muchos casos, por un amplio margen.
Pasando a la comparación de las tecnologías de secado, empecemos por la secadora refrigerada básica, no cíclica. No cíclico significa que los motores del compresor de refrigeración y del ventilador del condensador no se detienen si el secador está en funcionamiento. Cuando la carga térmica varía, la válvula de derivación de gas caliente regula el flujo de refrigerante a través del sistema para evitar la congelación. La válvula de derivación de gas caliente puede requerir ajustes estacionales para compensar los efectos de las diferentes condiciones ambientales en el ciclo de refrigeración. Un método muy sencillo y duradero para secar el aire comprimido.
| Item | Description |
|---|---|
| 1 | Aluminum heat exchanger |
| 1a | Air to air exhanger |
| 1b | Air to refrigerant exchanger |
| 1c | Condensate separator |
| 2 | LPS: Refrigerant pressure switch |
| 4 | HPS: Refrigerant pressure switch |
| 6 | Refrigerant compressor |
| 7 | Hot gas bypass valve |
| 8 | Condensor |
| 9 | Condensor fan |
| 10 | Filter dryer |
| 11 | Capillary tube |
| 12.1 | T2: Temperature sensor (dewpoint) |
| 12.2 | T2: Temperature sensor (air in) |
| 12.3 | T3: Temperature sensor (compressor suction) |
| 12.4 | T4: Temperature sensor (compressor discharge) |
| 13 | Condensate drain isolation valve |
En las secadoras de menor capacidad, la pérdida de eficiencia a bajas cargas es aceptable. El coste energético adicional es bajo, y el retorno de la inversión en controles más sofisticados no es suficiente para justificar la inversión.
A medida que aumenta la capacidad de un secador frigorífico, los motores del compresor y de los ventiladores del condensador se hacen más grandes, y la eficiencia energética puede convertirse en un área de consideración. Al igual que los compresores de aire de tornillo, los motores del compresor y del ventilador del condensador de los secadores de aire comprimido pueden equiparse con variadores de velocidad (VSD).
La velocidad de los motores del compresor y del ventilador del condensador controlados por el VSD varía en función de la temperatura del refrigerante, adaptando la capacidad de refrigeración a la carga. Se establecen velocidades mínimas, por debajo de las cuales el motor se apaga. Gracias a la bajísima corriente de arranque asociada a un variador de velocidad, los motores pueden arrancar siempre que sea necesario, lo que proporciona una mayor eficiencia.
Otro método para adaptar la capacidad de secado a la demanda es el secador de aire refrigerado de masa térmica cíclica. En un secador cíclico, hay un tercer circuito de fluido que contiene una mezcla de glicol y agua que se utiliza para absorber el calor del aire comprimido caliente y húmedo.
El fluido glicol/agua es enfriado por el refrigerante. Normalmente, hay un depósito aislado de fluido que actúa como masa térmica. En condiciones de carga parcial, mientras el ciclo del refrigerante esté activo, la temperatura del fluido de agua/glicol descenderá. Una vez que la temperatura alcanza un punto de referencia, los motores del compresor y del ventilador del condensador se apagan (ciclo), lo que permite ahorrar energía.
A medida que el aire comprimido continúa secándose, la temperatura de la mezcla de glicol/agua aumentará hasta que se alcance un punto de ajuste superior, y el compresor comience a funcionar de nuevo.
El apagado de los motores del compresor y del ventilador del condensador proporciona el ahorro de energía asociado a la secadora cíclica de masa térmica en comparación con la secadora no cíclica. Sin embargo, la bomba de circulación de la secadora cíclica sigue funcionando mientras los motores del compresor y del ventilador del condensador están apagados, por lo que la secadora siempre consume energía.
A medida que el aire comprimido continúa secándose, la temperatura de la mezcla de glicol/agua aumentará hasta que se alcance un punto de ajuste superior, y el compresor comience a funcionar de nuevo.
El apagado de los motores del compresor y del ventilador del condensador proporciona el ahorro de energía asociado a la secadora cíclica de masa térmica en comparación con la secadora no cíclica. Sin embargo, la bomba de circulación de la secadora cíclica sigue funcionando mientras los motores del compresor y del ventilador del condensador están apagados, por lo que la secadora siempre consume energía.
| Dryer Type Control Technology | Cycling, Air-cooled, Thermal Mass[1] | Cycling, Air-cooled, VSD[2] | Non-cycling, Air-cooled, Hot Gas Bypass[1] | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Flow | Full | 10% | Full | 20% | Full | 10% |
| Tested Flow | 800 scfm | 80 scfm | 800 scfm | 1600 scfm | 800 scfm | 80 scfm |
| Outlet Pressure Dew Point | 39°F | 39°F | 38°F | Not provided | 40.5°F | 40.5°F |
| Pressure Drop | 3.2 psi(d) | 0.9 psi(d) | 2.8 psi(d) | Not provided | 3.2 psi(d) | 0.9 psi(d) |
| Total Dryer Input | 6.7 kW | 2.4 kW | 4.1 kW | 0.8 kW | 5.9 kW | 5.7 kW |
| Specific Power | 0.84 kW / 100 scfm | 2.94 kW / 100 scfm | 0.51 kW / 100 scfm | 0.50 kW / 100 scfm | 0.74 kW / 100 scfm | 7.13 kW / 100 scfm |
|
||||||
La diferencia en el consumo de energía entre el secador cíclico de masa térmica y el secador cíclico VSD es atribuible, en gran parte, a la bomba de circulación que sigue funcionando incluso con cargas muy bajas en el secador cíclico de masa térmica.
Al igual que ocurre con todos los componentes del sistema de aire comprimido, la clave del éxito radica en aplicar la solución adecuada a la aplicación. Los factores que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar un secador de aire comprimido refrigerado son: la estabilidad del punto de rocío, el entorno operativo, el coste de capital, el coste energético y el espacio disponible. Entender los matices de estos factores le ayudará a seleccionar el sistema de secado adecuado para sus necesidades y entorno únicos.
Su proveedor de servicios de sistemas de aire comprimido es siempre una excelente fuente de información y puede guiarle en el proceso. Ahora ya lo sabe.
Utilice las casillas de verificación para seleccionar los tipos de cookies que desea aceptar, luego presione el botón "Guardar configuración". Observe nuestra política de privacidad.
