مهم‌ترین کاربردها و مزایای استفاده از خشک کن هوای کمپرسور
درایر در کمپرسور هوا چه وظیفه‌ای را انجام می دهد؟
کمپرسورهای هوا ازجمله کاربردی‌ترین تجهیزاتی هستند که در بسیاری از صنایع و مشاغل استفاده می‌شوند و می‌توانند استفاده‌های متعددی داشته باشند. امروزه ده‌ها نوع کمپرسور با قابلیت‌ها و ویژگی‌های منحصربه‌فرد وجود دارد که هرکدام می‌توانند برای مصارف صنعتی، نیمه‌صنعتی و غیر صنعتی استفاده شوند. کمپرسورها از قطعات مختلفی تشکیل می‌شوند که هرکدام از آنها دارای وظایف خاصی هستند. یکی از قطعات حیاتی و مهم در کمپرسورهای هوا، درایر (Dryer) یا خشک‌کن است که وظیفه از بین بردن رطوبت هوای محیط را بر عهده دارد. در ادامه این مطلب از بادرو کمپرسور به بررسی بیشتر وظیفه خشک کن هوای فشرده، انواع و کاربردهای آن پرداخته خواهد شد.
درایر کمپرسور هوا چیست؟
به‌صورت کلی و با توجه به شرایط محیطی همیشه مقادیری رطوبت در هوای محیط وجود دارد و در زمان فشرده‌سازی هوا به دلیل عدم تراکم‌پذیری سیال، رطوبت می‌تواند در هوای فشرده ۸ تا ۱۰ برابر بیشتر از محیط باشد و تبدیل به قطرات آب شود. این قطرات آب با روغن ترکیب می‌شود و می‌تواند اثراتی منفی بر روی کمپرسور باد پنوماتیک داشته باشد. حذف رطوبت هوای فشرده در کمپرسور هوا فرایند بسیار مهمی است که توسط قطعه‌ای به نام Dryer یا خشک‌کن هوای فشرده انجام خواهد شد.
زمانی که رطوبت موجود در هوای فشرده به شکل قطرات آب در می‌آید در زیر مخزن جمع شده و می‌توان آن را از طریق شیر دستی یا اتودرین زیر مخزن خالی کرد. ازآنجایی‌که در کمپرسورهای هوا دمای هوا زیاد است بخشی از رطوبت همچنان در هوا باقی خواهد ماند و درصورتی‌که از تله آبگیر بعد از مخزن استفاده کرد می‌توان حدوداً ۳۰ درصد از این رطوبت را حذف کرد اما رطوبت باقی‌مانده می‌تواند به تجهیزات و ابزارهای پنوماتیک آسیب بزند و حتماً باید از درایر کمپرسور برای حذف آن استفاده کرد.
مشکلات وجود رطوبت در هوای فشرده
انرژی مورد نیاز برای ابزارهای پنوماتیک توسط کمپرسور هوا تأمین می‌شود و زمانی که این هوا حاوی رطوبت و آب باشد ممکن است مشکلات متعددی برای این ابزارها ایجاد کند که مهم‌ترین آنها به شرح زیر هستند:
- عدم کار کردن تجهیزات پنوماتیکی و آسیب دیدن آنها
- منجمد شدن مسیرهای انتقال هوای فشرده در فصل های سرد
- کاهش کیفیت عملکرد تعداد از عملگرهای پنوماتیکی مانند پیستوله‌های رنگ
- خراب شدن قطعات مختلف در صنایع غذایی و دارویی
- زنگ زدن قطعات دستگاه‌ها و فاسد شدن موادی غذایی حساس به رطوبت
- مسدود شدن نازل‌ها و …
وظیفه اصلی درایر چیست؟
همان‌طور که گفته شد Dryer Air وظیفه دارد که رطوبت موجود در هوای فشرده شده توسط کمپرسور اسکرو و کمپرسورهای هوا را حذف کند. بخارات خروجی از کمپرسورها می‌تواند مشکلات متعددی برای دستگاه‌های مصرف‌کننده هوای فشرده ایجاد کند بنابراین استفاده از درایر کمپرسور از این مشکلات جلوگیری خواهد کرد. خشک کردن هوا در Dryer کمپرسورها کاملاً تحت تأثیر شرایط محیط و میزان حساسیت ماشین‌آلات است. خشک‌کن‌های صنعتی معمولاً بعد از کمپرسور اصلی، مخزن کمپرسور و تله آبگیر نصب می‌شوند و با چندین روش مختلف رطوبت موجود در هوا را از بین می‌برند.
بعدازآنکه ذرات درشت آب از هوای فشرده حذف شد و هوا وارد دستگاه خشک‌کن شد با استفاده از کم کردن دما و مواد جاذب رطوبت، ذرات باقی‌مانده آب جذب خواهد شد و راندمان تجهیزات پنوماتیک افزایش می‌یابد. البته در تعدادی از کمپرسورها برای افزایش کیفیت هوا از میکروفیلترها و تله آبگیر استفاده می‌شود.
انواع درایر در کمپرسور هوا
خشک‌کننده کمپرسورهای هوا از نظر میزان جذب رطوبت می‌توانند به سه دسته اصلی تقسیم شوند که هرکدام کاربردهای و قابلیت‌های منحصربه‌فردی داشته و می‌توانند در کمپرسورهای مختلفی استفاده شوند. این درایرها به شرح زیر می‌باشند:
درایر تبریدی
خشک‌کننده تبریدی کاربردی‌ترین نوع خشک‌کن در کمپرسورها است که با نام خشک‌کننده یخچالی نیز شناخته می‌شود و برای ۹۰ درصد کاربردها استفاده می‌شود. عمل جداسازی رطوبت در این درایر کمپرسور به‌وسیله سردسازی هوا و رساندن دمای آن به نقطه شبنم استاندارد انجام می‌شود. این نوع از خشک‌کن‌ها به فیلتر غبارگیر یا Dust Filter نیازی ندارد و به همین دلیل فضای کمی اشغال می‌کند و همین باعث می‌شود که تعمیر و نگهداری آن ساده‌تر و کم‌خرج‌تر از دیگر خشک‌کننده‌ها باشد.
درایر جذبی
Dryer جذبی ازجمله خشک‌کن‌های پرکاربرد در صنایع مختلف است. این خشک‌کن از طریق مواد جاذب رطوبت اقدام به جذب رطوبت می‌کند. خشک‌کننده کمپرسور جذبی (Desiccant Dryer) شامل دو برج حاوی مواد جاذب رطوبت است که از طریق چندین شیر برقی، PLC و تابلو برق کنترل می‌شود. در دو برج Dryer مواد جاذبی وجود دارند که به علت داشتن خلل و فرج متعدد بر سطح خود رطوبت موجود در هوا را به دام می‌اندازند و از هوای فشرده جدا می‌کنند. وجود دو برج در درایر کمپرسور جذبی کمک به سیکل ریکاوری یا احیا است به‌گونه‌ای که بعد از اشباع مواد جاذب رطوبت در برج فعال، مسیر ورد و خروج هوا به برج دوم منتقل شده و برج اول وارد مرحله احیا و خشک‌سازی می‌شود.
خشک‌کننده کمپرسور ممبرانی
نوع سوم از درایرها Dryer ممبرانی است که عمل خشک‌کردن را توسط سیستم غشایی انجام می‌دهد. در این نوع از خشک‌کننده‌ها تعدادی لوله پلیمری نفوذپذیر تعبیه‌شده که در مسیر عبور هوای فشرده امتداد یافته‌اند و رطوبت را جذب می‌کنند. این نوع Dryer نیاز به تعمیر و نگهداری خاصی ندارند چراکه قطعات متحرکی ندارند اما باید هر 6 تا 12 ماه یک‌بار تعویض شوند.
مهم‌ترین کاربردها و مزایای استفاده از خشک‌کننده کمپرسور
تولید هوای خشک و خالص فشرده اهمیت بسیار زیادی در صنایع مختلف دارد به همین دلیل استفاده از درایرها در کمپرسور هوا می‌تواند بسیار مهم باشد. از مهم‌ترین کاربردهای خشک‌کن‌ها می‌توان به صنایع مختلفی همچون صنایع غذایی، صنایع دارویی، صنعت سیمان، تصفیه آب صنعتی، دستگاه‌های سورتینگ، ماشین‌آلات آزمایشگاهی حساس به رطوبت، عملگرهای پنوماتیکی دقیق و … اشاره کرد. مهم‌ترین مزایا استفاده از خشک‌کننده کمپرسور هوا شامل موارد زیر هستند:
- افزایش کیفیت هوای فشرده
- افزایش طول عمر تجهیزات و ابزارهای پنوماتیک
- سهولت کار دستگاه‌ها
- ممانعت از یخ‌زدگی لوله‌های انتقال هوا و زنگ‌زدگی خطوط انتقال
- افزایش ایمنی بهداشتی در تجهیزات
- جلوگیری از رسوب گرفتن دستگاه‌ها و …
چرا به خشک کن هوا نیاز داریم ؟
شاید تا به حال از کمپرسور هوای خود با نهایت ظرفیت و بدون خشک کن استفاده کرده باشید اما دلایلی که برای شما خواهیم آورد شما را مجاب به استفاده از خشک کن هوا در سیستم کمپرسور هوای‌تان می‌کند.
استفاده از خشک کن باعث بهتر شدن عملکرد سیستم‌تان و افزایش طول عمر کمپرسور و خطوط انتقال‌تان می‌شود.
فرقی ندارد هوا در محیط کار کمپرسور مرطوب باشد یا خشک. به هر حال هوا مقداری رطوبت در خود دارد. حتی اگر هوای محیط کار کمپرسور کاملا خشک باشد باز بهتر است تا با کمی هزینه یک خشک کن هوا برای سیستم خود تهیه نمایید تا از مشکلات احتمالی مربوط به رطوبت، در امان بمانید.
عدم نصب خشک کن هوا می‌تواند دلیل مشکلاتی چون نشتی آب و بخار آب در سیستم کمپرسور شما باشد.
حال که با کاربرد و ضرورت استفاده از خشک کن هوا آشنا شدید و تصمیم به خرید آن گرفتید، چند مسئله دیگر برای تصمیم گیری باقی می‌ماند. خشک کن‌های هوا در اشکال متنوعی وجود دارند که بسته به سایز، دبی حجمی و نوع کمپرسورتان باید یکی از ان‌ها را انتخاب کنید. یکی از نکات مهمی که باید به آن توجه داشته باشید، نقطه شبنم خشک کن است که در ادامه بیشتر در مورد نقطه شبنم توضیح خواهیم داد.
خشک کن‌های تبریدی یکی از محبوب‌ترین انواع خشک کن‌ها خشک کن‌ها هستند که به دو نوع درون چرخه‌ای و برون چرخه‌ای تقسیم بندی می‌شوند.
خشک کن‌های تبریدی برون چرخه‌ای قیمت پایین‌تری داشته و بطور مداوم کار می‌کنند. خشک کن تبریدی برون چرخه‌ای با کاهش دمای هوا باعث ایجاد میعان شده و بخار موجود در هوا را تبدیل به آب مایع می‌کند. ساز و کار خشک کن تبریدی درون چرخه‌ای نیز به همین شکل است با این تفاوت که تنها در زمان مورد نیاز کار می‌کند.
ممکن است دمای نقطه شبنم کمپرسور شما زیر 3 درجه سانتی گراد باشد که خشک کن‌های تبریدی توانایی رساندن دمای هوا را به این مقدار دارند. اما در برخی از کمپرسورها ممکن است دمای نقطه شبنم بسیار پایین باشد که نه تنها خشک کن تبریدی امکان دستیابی به این دماها را ندارد، بلکه در صورت امکان نیز هزینه سرمایش تا آن دماها بشدت افزایش پیدا می‌کند. در این کمپرسورها برای از بین بردن رطوبت هوا از نوع دیگری از خشک کن‌ها به نام خشک کن احیا کننده یا جذبی(درایر جذبی) استفاده می‌شود. این خشک کن‌ها می‌توانند رطوبت هوای کمپرسور را در نقطه شبنم بسیار پایین نیز از بین ببرند.
آخرین گزینه نیز خشک کن‌های یکپارچه می‌باشد که فضای بسیار محدودتری نسبت به سایر خشک کن‌ها نیاز دارد. این خشک کن‌ها برای تولیدی‌ها و شرکت‌هایی که فضای کمی در اختیار دارند، مناسب ترین گزینه است.
نقطه شبنم به آن میزان دمایی گفته می‌شود که رطوبت آب به حالت اشباع در می‌آید. هرچه دما از دمای نقطه شبنم پایین‌تر آید مقدار بیشتری از رطوبت هوا تبدیل به آب می‌شود.
نقطه شبنم در کمپرسورهای مختلف مقادیر متفاوتی دارد. در کمپرسورهایی که نقطه شبنم آنها خیلی پایین نیست از خشک کن‌های تبریدی استفاده می‌شود. با کاهش دمای هوا تا زیر نقطه شبنم می‌توان مقادیری از رطوبت هوا را به آب مایع تبدیل کرد.
اما اگر نقطه شبنم کمپرسور خیلی پایین باشد استفاده از خشک کن تبریدی دیگر منطقی و کاربردی نیست و بهتر است که از خشک کن‌های جذبی استفاده شود.
نقطه شبنم قابل تنظیم شدن است که این موضوع در فصول سرد سال به کار می‌آید. در برخی از کارخانه‌ها، کمپرسور یا بخشی از خطوط انتقال در فضای باز قرار می‌گیرد و در اثر سرمای بیرون، دمای هوای داخل خطوط کاهش می‌یابد. در این شرایط باید نقطه شبنم را کاهش داد تا درون خطوط انتقال، آب مایع تشکیل نشود. تشکیل شدن آب مایع درون خطوط انتقال باعث زنگ زدگی و گرفتگی لوله‌ها می‌شود. همچنین منتقل شدن آب مایع به ابزارهای پنوماتیک می‌تواند سلامتی ابزارها و محصولات شما را به خطر بیندازد.