Noviembre 29, 2021
Peter Sawochka-Dalton and Greg NolanTodos los secadores de aire comprimido tienen una capacidad máxima de secado expresada en pies cúbicos por minuto (cfm). Entonces, para asegurarse de que su sistema de aire comprimido tenga suficiente capacidad de secado, todo lo que necesita hacer es conseguir un secador con cfm nominal más alto que los cfm de descarga de su compresor de aire y que pueda manejar la presión de salida del compresor, y ya está listo, ¿verdad?
No exactamente. Esa clasificación de cfm en su secador representa SCFM, no ACFM, y ACFM, es lo que realmente le importa.
¿SCFM? ¿ACFM? ¿Cuál es la diferencia? ¿Y por qué importa esto?
SCFM es la capacidad nominal de un secador en condiciones estándar. Si bien estos pueden variar de un país a otro y entre los diferentes fabricantes, las condiciones estándar utilizadas por Sullair (y en los Estados Unidos en general) para los secadores son:
ACFM es el flujo máximo de aire que el secador puede secar eficazmente después de ajustarlo a las condiciones de funcionamiento reales. Siempre que sus condiciones de funcionamiento no coincidan con las condiciones estándar, los ACFM del secador no coincidirá con los SCFM.
Siempre es mejor utilizar ACFM. ¿Por qué? ACFM se ajusta a los factores ambientales en su sala de compresores u otro sitio de instalación que afectan el rendimiento del secador de aire comprimido.
SCFM no toma en cuenta esos factores. A menos que sus condiciones de operación coincidan exactamente con las condiciones estándar, su secador estará subdimensionado o sobredimensionado si utiliza SCFM. (Abordaremos los problemas con ambos más adelante).
La presión del aire de admisión y la capacidad de secado están directamente relacionadas. Cuanto mayor sea la presión del aire de admisión, mayor será la capacidad de secado y viceversa.
El aire se mueve más lentamente a medida que aumenta la presión del aire. El movimiento más lento del aire significa mayor tiempo de contacto con el intercambiador de calor (en un secador refrigerado) o con las esferas desecantes (en un secador desecante). El tiempo de contacto prolongado aumenta la eficiencia del secador. Por el contrario, aire que se mueve más rápido resulta en menos tiempo de contacto y disminuye la eficiencia del secador.
La temperatura del aire de admisión y la capacidad de secado están inversamente relacionadas. Cuanto mayor sea la temperatura del aire de admisión, menor será la capacidad de secado y viceversa.
El aire más cálido retiene más vapor de agua que aire más frío, por lo que el secador debe eliminar más humedad en la misma cantidad de tiempo, haciéndolo menos eficiente.
La temperatura del aire ambiente y la capacidad de secado están inversamente relacionadas. Cuanto mayor sea la temperatura del aire de admisión, menor será la capacidad de secado y viceversa, pero solo para secadores refrigerados, al menos directamente.
A medida que la temperatura del aire ambiente aumenta, el secador refrigerado disipa el calor de manera menos eficiente, lo que reduce la capacidad del secador de manera efectiva. Por el contrario, en ambientes más fríos, la capacidad del secador aumenta efectivamente porque puede disipar el calor de manera más eficiente.
La gran mayoría de aplicaciones no necesitan ajustarse a la humedad relativa. ¿Por qué no? Porque en la mayoría de las condiciones ambientales, el aire estará al 100% de humedad relativa una vez que llegue al secador.
Durante la compresión, el aire alcanzará típicamente de 80 a 90% de humedad relativa a alta temperatura (75° por encima de la temperatura ambiente). Sin embargo, después de que el aire pasa a través del posenfriador, la temperatura bajará a entre 10 y 15° de la temperatura ambiente y se saturará completamente al 100% de humedad relativa. (Recuerde, el aire más frío puede contener menos vapor de agua que el aire más caliente). Parte de la humedad incluso caerá como agua líquida durante el proceso de enfriamiento.
Al dimensionar los secadores, debe intentar estar lo más cerca posible del tamaño que necesite bajo las condiciones más desfavorables. ¿Por qué? Porque los costos marginales de "sobredimensionar" ligeramente, incluso para los secadores desecantes, son relativamente pequeños en comparación con los costos potenciales finales de subdimensionar.
Es cierto que el sobredimensionamiento agrega un exceso de capacidad y puede aumentar los costos de capital, operativos y de mantenimiento. En el caso de los secadores refrigerados, también puede reducir la vida útil del equipo debido al estrés adicional en los controles. Pero estos costos se pueden planificar por adelantado. Y si mantiene el tamaño excesivo al mínimo, también puede mantener el costo al mínimo.
Sin embargo, los efectos de la capacidad insuficiente no se pueden planificar ni minimizar desde el principio. ¿Por qué? Porque la admisión insuficiente crea una capacidad de secado reducida. ¿El resultado? No alcanzará el nivel de sequedad (el punto de rocío a presión) que su proceso, aplicación o equipo necesita. Esto podría causar daños o fallas en el equipo. En algunos casos, incluso podría conducir a un producto final inutilizable, con productos de trabajo fallidos (por ejemplo, un trabajo de pintura arruinado) o lotes enteros de producción desperdiciados.
Los compresores de aire también pueden verse afectados por condiciones reales que pueden cambiar su flujo y presión de salida. Además, los filtros entre el compresor y el secador pueden crear una caída de presión.
Cuando use factores de corrección (vea la siguiente sección), asegúrese de usar la presión de salida del compresor después de los ajustes para las condiciones reales, así como las caídas causadas por los filtros.
Los secadores de aire comprimido tienen factores de corrección para tener en cuenta las condiciones reales para que los secadores se puedan dimensionar correctamente. (Los factores de corrección generalmente se dan en la literatura del secador). Si sus condiciones pueden variar, utilice los factores de corrección para el peor conjunto de condiciones que enfrentará su sistema.
Las fórmulas utilizadas para calcular ACFM son:
Una vez que tenga los ACFM del secador para el peor de los casos, compárelo con los pies cúbicos por minuto de entrada (ICFM) que ingresan al secador. Si los ACFM del secador son más altos que los ICFM, el secador tiene suficiente capacidad para satisfacer sus necesidades.
Se necesitan secar 458 ICFM. Después de la filtración, en las peores condiciones, la presión de entrada será de 140 psig, la temperatura de entrada será de 110° F, la temperatura ambiente será de 105° F y la humedad relativa será del 80%.
¿Satisfaría sus necesidades un Sullair SR+ 500s?
Aplicando los factores de corrección para un SR+ 500 a la fórmula dada anteriormente para secadores refrigerados, obtenemos:
435 ACFM es menor que 458 ICFM, por lo que el compresor SR+ 500 no tendría suficiente capacidad para su aplicación.
¿Satisfará sus necesidades un compresor Sullair DEX-500?
Aplicar los factores de corrección para un compresor DEX-500 a la fórmula dada anteriormente para secadores desecantes, obtenemos:
499 ACFM es mayor que 458 ICFM, por lo que el compresor DEX-500 tendrá la capacidad suficiente para su aplicación.
Si no se siente cómodo dimensionando los secadores, debería consultar a un experto para que le ayude a dimensionarlos. Los años de experiencia configurando sistemas de aire comprimido en una amplia variedad de aplicaciones pueden ayudar a garantizar que obtenga la solución de secado más económica que satisfaga sus necesidades.
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