Quali essiccatori d'aria permettono una reale riduzione dei costi energetici?L'essiccamento dell‘aria compressa è una parte molto importante del processo di trattamento. Ciò che accade in un compressore dopo la fase compressione ed il successivo raffreddamento in un radiatore è fondamentale per il ciclo di vita dell’intero sistema: il vapore d'acqua presente nell’aria compressa condensa e precipita.
Un compressore da 30 kW con una portata di 5 m³/min a 7,5 bar che lavora in condizioni standard produrrà circa 20 litri di condensa per turno.
Quest'acqua deve essere rimossa dal sistema di distribuzione per evitare danni alle attrezzature con conseguenti problemi di produzione.
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Qual è la differenza tra essiccatore a refrigerazione o ad assorbimento?
La più recente legislazione concernente i gas refrigeranti non ha cambiato lo stato di cose consolidato e cioè che gli essiccatori ad adsorbimento non sono l'unica alternativa a quelli a refrigerazione né dal punto di vista economico né da quello ambientale.
Gli essiccatori a refrigerazione consumano solo il 3% dell'energia occorrente a produrre l'aria compressa che essi processano. A confronto quelli ad adsorbimento consumano dal 10 al 25% in più.
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In casi normali dovrebbe essere usato perciò sempre un essiccatore a refrigerazione.
L'uso di essiccatori ad adsorbimento ha valore se viene richiesta un'aria estremamente essiccata con un punto di rugiada in pressione fino a -20°C, -40°C o -70°C.
La scelta della tipologia di essiccatore deve essere guidata dal grado di umidità ammissibile alle utenze.
Gli essiccatori ad adsorbimento sono necessari per applicazioni particolarmente esigenti, dove dewpoint di -20°C, -40°C o – 70°C devono essere garantiti. (Classe inferiore a 3 per ISO 8573-1).
Si tratta tuttavia di essiccatori che impongono elevati consumi energetici.
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Gli essiccatori frigoriferi sono invece estremamente versatili ed economici e sono in grado di garantire l’ideale essiccamento dell’aria per la stragrande maggioranza delle applicazioni, dove un dewpoint di +3°C si rivela più che adeguato.
L’economicità di questi macchine è particolarmente evidente negli essiccatori KAESER SECOTEC a risparmio energetico, in grado di offrire i massimi livelli di efficienza e flessibilità.
Inoltre l’uso di ridotte quantità di gas frigo garantiscono il minimo impatto ambientale, offrendo ridotti livelli di GWP e di CO2 equivalente.
Essiccare aria compressa in modo economico ed ecologico?
Per comprendere bene e fino in fondo, facciamo un esempio pratico e prendiamo un compressore a vite:
In un normale ciclo di lavoro vengono aspirati circa 10 m³/min. di aria alla pressione atmosferica con un’umidità relativa del 60% e alla temperatura di 20 °C contenente circa 100 g di vapore acqueo.
L’aria aspirata viene compressa ad una pressione assoluta di 10 bar con un rapporto di compressione, quindi, di 1:10, ottenendo, così, 1 m³ di aria appunto “compressa”. La compressione aumenta la temperatura della massa d’aria portandola fino a circa 80 °C trattenendo al suo interno all’incirca 290 g di acqua (sotto forma di vapore).
Dal momento che il contenuto di vapore aspirato è di soli 100 g, occorre dire che l’aria compressa è piuttosto secca avendo una umidità relativa del 35% circa e, in queste condizioni, non si nota alcuna precipitazione di condensa. L'aria compressa a 80°C non è praticamente utilizzabile e allora si provvede a raffreddarla in un apposito scambiatore aggiuntivo, fino a circa 30 °C.
A questa temperatura 1 m³ di aria però può solamente assorbire e mantenere sospesi circa 30 g di acqua, cosicché si ha un eccesso di circa 70 g di acqua che di conseguenza condensa e precipita.
In condizioni operative continue ciò accade ogni minuto e porta a un accumulo di condensa di circa 35 litri per ogni ciclo lavorativo di otto ore. Ulteriori sei litri possono essere separati e scaricati giornalmente se viene installato un essiccatore a refrigerazione a valle della macchina.
L'aria compressa viene inizialmente raffreddata fino a +3 °C e poi di nuovo riscaldata (a spese dell'aria calda in entrata) fino alla temperatura ambiente. Ciò comporta un’ulteriore saturazione del 20% del vapore acqueo con addizionale precipitazione di altra condensa e, di conseguenza, l’aria diventa ancora più secca.
L’aria compressa, comunque, contiene sempre una certa quantità d'acqua e questa umidità dipende, a parità di pressione, dalla temperatura corrente.
Ad esempio, aria satura di vapore d'acqua al 100%, alla temperatura di +25 °C, porta circa 23 g di acqua per metro cubo.
La condensa precipita quando il volume dell'aria si riduce e quando la temperatura si abbassa. Ciò riduce la capacità dell'aria di trattenere acqua. Questo è esattamente ciò che accade all'interno del gruppo compressore e nello scambiatore finale.
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