Dobór osuszania jako złożony proces powinien uwzględniać wiele czynników wpływających na zyski wilgoci w określonym pomieszczeniu. Jest niezmiernie istotny, gdyż bardzo często systemy osuszania biorą czynny udział w procesach produkcyjnych poprzez odpowiednie przygotowanie powietrza w określonej kubaturze. Artykuł kontynuuje temat podjęty w wydaniu 12/2015.

Dobór metody osuszania

Niestety bardzo często w tym miejscu biorą górę aspekty finansowe, co może okazać się bardzo niekorzystne dla skuteczności systemu osuszania. Na wstępie powinniśmy podjąć decyzje, co do technologii, co oznacza wybór pomiędzy wentylacją, kondensacją a adsorpcją. Paradoksalnie będzie o tym decydowała temperatura, w której ma operować system osuszania. Jeśli temperatura pomieszczenia osuszanego będzie w okolicach temperatury odparowania czynnika chłodniczego w parowaczu osuszacza (osuszacz kondensacyjny), wtedy zjawisko kondensacji będzie minimalne lub w ogóle niemożliwe będzie uzyskanie temperatury punktu rosy. Zatem zastosowanie osuszacza kondensacyjnego mijałoby się z celem.

Omówienie sposobów osuszania kubatury zamkniętej 

Wentylacja i ogrzewanie

O skuteczności osuszania polegającego na podgrzaniu i wymianie powietrza w pomieszczeniu decyduje zawartość masowa wilgoci w powietrzu atmosferycznym. Zależnie od pory roku zmieniają się parametry powietrza zewnętrznego, a przede wszystkim jego wilgotność, w związku z czym proces osuszania może przebiegać z różną wydajnością, a w niektórych przypadkach będzie wręcz niemożliwy do realizacji.

Jeśli zawartość wilgoci w powietrzu wprowadzanym do pomieszczenia będzie równa zawartości wilgoci powietrza w pomieszczeniu, proces osuszania nie będzie miał miejsca. Warunkiem skutecznego osuszenia powietrza będzie zależność, aby zawartość wilgoci w powietrzu dostarczanym była mniejsza od zawartości wilgoci powietrza w pomieszczeniu. Przy czym można stwierdzić, że im mniejsza temperatura na zewnątrz, tym większa jest skuteczność osuszania. Aby ratować zależność temperaturową, bardzo często proces osuszania będzie realizowany na zasadzie ilość wymian powietrza. Niestety jest to bardzo nieekonomiczna metoda, gdyż powoduje przewymiarowanie urządzenia np. centrali wentylacyjnej, a co za tym idzie, rośnie koszt jej eksploatacji wynikający z podgrzewania lub schładzania nawiewanego strumienia powietrza.

Rys 1. Schemat procesu osuszania w sekcji centrali wentylacyjnej

1 – powietrze zimne, 2 – wentylator, 3 – nagrzewnica, 4 – powietrze ogrzewane

Osuszanie kondensacyjne

Kondensacja wykorzystuje zjawisko skraplania wody przy chłodzeniu powietrza do temperatury poniżej punktu rosy. 

Osuszacze powietrza typu kondensacyjnego składają się z układu pompy ciepła (3÷6) oraz wentylatora (2). Dzięki działaniu wentylatora (2) wilgotne powietrze (A) jest zasysane z pomieszczenia. Po przejściu przez filtr zostaje ono schłodzone na powierzchni parowacza (3) do temperatury poniżej punktu rosy (B), dzięki czemu wykrapla się wilgoć zawarta w strumieniu powietrza (powietrze o niższej temperaturze zdolne jest do magazynowania mniejszej ilości wody). Wykroplona woda zbierana jest do zbiornika znajdującego się w osuszaczu lub może być odprowadzana z urządzenia. Następnie powietrze (B) – o znacznie zmniejszonym już poziomie wilgotności – jest podgrzewane na skraplaczu (5) i jako suche (C) nawiewane z powrotem do pomieszczenia. Na skraplaczu (5) powietrze podgrzewane jest do temperatury o 5÷8 K wyższej w porównaniu z temperaturą powietrza zasysanego z pomieszczenia. Cały proces ochłodzenia i osuszenia powietrza, a następnie jego podgrzania trwa mniej niż sekundę. Dzięki ciągłej pracy osuszacza dochodzi do stopniowej redukcji wilgotności w pomieszczeniu.

Rys. 2. Schemat procesu osuszania w osuszaczu kondensacyjnym

1 – powietrze wilgotne, 2 – wentylator, 3 – parownik, 4 – sprężarka, 5 – skraplacz, 6 – element rozprężny, 7 – powietrze suche

Osuszanie adsorpcyjne

W osuszaczach powietrza typu adsorpcyjnego wykorzystano zjawisko adsorbowania wilgoci. 

Głównym elementem urządzenia jest element suszący – rotor (3). Rotor powleczony jest silnie higroskopijnym krzemem metalicznym chłonącym wilgoć z powietrza. Odpowiednia budowa rotora oraz mikroporowata struktura krzemu zapewnia bardzo efektywne działanie urządzenia.

Praca osuszaczy polega na obróbce dwóch niejednakowych strumieni powietrza. Stosunek ilościowy tych strumieni wynosi około 3:1. Większy ze strumieni (AB), nazywany powietrzem procesowym, jest osuszany przy przejściu przez rotor (3). Mniejszy (CD), zwany powietrzem regeneracyjnym, po podgrzaniu na nagrzewnicy do około 130°, przechodzi przez rotor (3), odparowując i usuwając z niego zaadsorbowaną wilgoć, umożliwiając tym samym ciągły proces osuszania.

Oprócz cyklu osuszania i regeneracji można również wyodrębnić cykl chłodzenia rotora. Powietrze regeneracyjne zaciągane jest z zewnątrz i po odebraniu wilgoci z rotora również wyrzucane jest na zewnątrz budynku. Kryteria doboru urządzenia osuszającego

Rys. 3. Schemat procesu osuszania w osuszaczu adsorpcyjnym

1 – powietrze procesowe wilgotne, 2 – wentylator, 3 – rotor, 4 – nagrzewnica, 5 – procesowe suche, 6 – powietrze regeneracyjne suche, 7 – wentylator, 8 – powietrze regeneracyjne wlotowe

(...)

Warunki pracy

(...)

Sposób rozprowadzenia suchego powietrza

(...)

Sterowanie systemem osuszania

(...)

Obsługa systemu osuszania

(...)

Opcjonalne wyposażenie systemu osuszania

(...)

Wybrane modele urządzeń z podziałem na producentów oraz przeznaczenie

Centrala wentylacyjna w wykonani basenowym firmy KLIMOR

(...)

Opis cyklu pracy dla funkcji osuszania

(...)

Osuszacze kondensacyjne firmy AERIAL 

(...)

Osuszacze adsorpcyjne firmy COTES

(...)

Typowe obszary zastosowania

(...)

Podsumowanie

Powyższy artykuł nie ma na calu wskazania metody osuszania, jedynie przybliżenie dość skomplikowanego procesu doboru systemów osuszania. Bardzo często proces doborowy pomijany jest z przyczyn niejednokrotnie prozaicznych i jedynym pomysłem na osuszanie kubatury zamkniętej jest ilość wymian powietrza realizowana przez centralę wentylacyjną. Jeśli na etapie projektu nie uwzględniono parametrów, o których jest mowa w artykule, to nie dość , że nadmierna ilość wymian nie będzie w stanie utrzymać określonego poziomu wilgotności, to jeszcze będzie generować wysokie koszty eksploatacji wynikające z konieczności obróbki cieplnej strumienia nawiewanego powietrza. Zadaniem artykułu było również zwrócenie uwagi na bardzo istotny aspekt, a mianowicie korzyści wynikające z faktu, iż skutecznie osuszanie wspomaga produkcję poprzez poprawienie jakości produktu finalnego, poprawienie warunków produkcji oraz oszczędności wynikające z usprawnienia procesów produkcyjnych.

Tomasz LABUDA 

inżynier produktu,
Klima-Therm