Kältetrockner sind die häufigste Art von Drucklufttrockner. Sie entfernen Wasser aus dem Luftstrom, indem sie die Luft auf ungefähr 3 ° C (38 ° F) abkühlen und die Feuchtigkeit in einer kontrollierten Umgebung effektiv kondensieren. 3 ° C (38 ° F) ist die realistische Untergrenze für einen Kühltrockner, da bei einer niedrigeren Temperatur die Gefahr besteht, dass das abgeschiedene Wasser gefriert. Sie werden typischerweise als Primärtrockner spezifiziert und erzeugen im Allgemeinen eine Luftqualität, die für etwa 95% aller Druckluftanwendungen geeignet ist.
Kühltrockner verwenden zwei Wärmetauscher, einen für Luft-Luft und einen für Luft-Kälte. Es gibt jedoch auch einen einzigen TRISAB-Wärmetauscher, der beide Funktionen kombiniert. Die in diesem Trocknertyp verwendeten Kompressoren sind normalerweise vom hermetischen Typ und das am häufigsten verwendete Gas ist R-134a und R-410a für kleinere Lufttrockner bis zu 100 cfm. Ältere und größere Trockner verwenden immer noch die Kältemittel R-22 und R-404a. Das Ziel von zwei Wärmetauschern besteht darin, dass die kalte Abluft die heiße Zuluft abkühlt und die erforderliche Kompressorgröße reduziert. Gleichzeitig verhindert die Erhöhung der Temperatur der Abluft eine erneute Kondensation.
Einige Hersteller produzieren „Fahrradtrockner“. Diese speichern eine kalte Masse, die bei ausgeschaltetem Kompressor die Luft kühlt. Wenn der Kühlkompressor läuft, dauert die Abkühlung der großen Masse viel länger, sodass der Kompressor länger läuft und länger ausgeschaltet bleibt. Diese Geräte arbeiten bei niedrigeren Taupunkten, typischerweise im Bereich von 1,5 ° C – 4,5 ° C (35 ° F – 40 ° F). Wenn sie mit dem optionalen „Cold Coalescing Filter“ ausgewählt werden, können diese Geräte Druckluft mit niedrigeren Taupunkten liefern. Nicht zyklische Trockner verwenden ein Heißgas-Bypass-Ventil, um zu verhindern, dass der Trockner vereist.
Einige Hersteller stellen „Cold Coalescing Filter“ her, die im Inneren des Lufttrockners an der Stelle der niedrigsten Lufttemperatur (dem Punkt, an dem die maximale Kondensation aufgetreten ist) positioniert sind.
Kühltrockner werden im Allgemeinen auf zwei verschiedene Arten hergestellt, Freon-basierte Einheiten und Joule-Thomson-basierte Einheiten.
Freon-basierte gekühlte Drucklufttrocknerbearbeiten
Diese Trockner beziehen ihre Kühlung aus einem geschlossenen Kühlsystem, das auf einem von drei kommerziellen Kältemitteln basiert, R-22, R-134a oder R410a. Das Kühlsystem, das diese Trockner verwenden, ist ähnlich wie bei privaten und gewerblichen Klimaanlagen. Das rechts gezeigte Schema zeigt einen typischen Freon-basierten gekühlten Drucklufttrockner.
Freon-basierte gekühlte Drucklufttrockner bestehen im Allgemeinen aus einem Wärmetauscher, der einem wassergekühlten Nachkühler ähnelt. Anstatt Wasser als Kühlmittel zu verwenden, füllt flüssiges FCKW die Hülle des Wärmetauschers. Das flüssige FCKW wird bei einem Druck gehalten, der es bei 3 ° C (38 ° F) kochen lässt. Nachdem das FCKW siedet, wird der Dampf durch die Saugleitung in einen Kompressor gezogen, der das FCKW auf einen hohen Druck und eine hohe Temperatur komprimiert. Das Hochdruck-/Temperatur-FCKW wird im Kondensator gekühlt und entspannt sich in seinen flüssigen Zustand. Die Flüssigkeit wird über die Dosiereinrichtung wieder in den Wärmetauscher eingeleitet und es bildet sich ein geschlossener Kältekreislauf aus. Wenn die Druckluft durch den Wärmetauscher strömt, wird sie auf die Temperatur des siedenden FCKW abgekühlt. Wenn die Druckluft abgekühlt wird, verliert sie ihre Fähigkeit, Feuchtigkeit zurückzuhalten, und der Wasserdampf kondensiert auf der Innenseite des Tauscherrohrs.
Variationen dieses Grunddesigns umfassen Einheiten, die mit Nachwärmetauschern ausgestattet sind, die die Effizienz verbessern sollen. In diesen Fällen wird die gekühlte Druckluft durch die einströmende Luft wieder erwärmt.
Gekühlte Drucklufttrockner haben typischerweise einen Restölgehalt von 6 mg/m3. Gekühlte Drucklufttrockner mit internen kalten Koaleszenzfiltern sind so ausgelegt, dass der verbleibende Ölgehalt so niedrig wie 0,008 mg / m3 bleibt, was weit weniger ist als Koaleszenzfilter, die Lufttrocknern nachgeschaltet sind, da die gekühlte Druckluft durch die einströmende Luft wieder erwärmt wird. Größere Kältetrockner verfügen über einen Luft-Luft-Wärmetauscher zwischen warmer Zuluft und gekühlter Abluft. Gekühlte Öl- und Wassernebel verschmelzen in einem Koaleszenzfilter bei den kalten Temperaturen viel besser als in den wärmeren Öl- und Wasserdämpfen, die sich stromabwärts des Luft-Luft-Wärmetauschers des Lufttrockners befinden.
Druckluft-Koaleszenzfilter Leistungbearbeiten
| Typ | ORT | Feste Partikel, Mikron | PPM | mg/m3 | Temperatur, typische |
|---|---|---|---|---|---|
| Kalt | Innen | 0,01 | 0,006 | 0,008 | 36 zu 42 grad F |
| Allgemeine Zweck | Nach | 1,0 | 0,4 | 0,5 | 75 zu 100 grad F |
| Standard | Nach | 3,0 | 3,6 | 4.0 | 75 bis 100 Grad F |
Koaleszenzfilter sammeln Flüssigkeiten und Aerosole, keine Dämpfe, siehe Abschnitt Mechanische Koaleszenzfilter unter Koaleszenzfilter. In der obigen Tabelle bedeutet die POSITION, wo sich der Koaleszenzfilter relativ zum Kühllufttrockner befindet. 1 mg / m3 ist ein Gewicht Öl in einem Luftvolumen und entspricht ungefähr 0,83 Gew.-ppm.
Hochtemperaturtrockner sind mit einem zusätzlichen Vorkühler ausgestattet, der überschüssige Wärme über ein Umluftsystem abführt. Diese Einheiten sind so ausgelegt, dass übermäßig heiße Druckluft effektiv getrocknet werden kann. Drucklufttemperaturen über 38 ° C (100 ° F) sind in südlichen Klimazonen, im Bergbau, in Stahlwerken, an Bord von Schiffen usw. sehr häufig. In Bereichen und Anwendungen, die einen Betrieb bei erhöhten Umgebungstemperaturen erfordern, sind Hochtemperaturtrockner eine Notwendigkeit.
Zyklische Trockner (auch als thermische Massetrockner bezeichnet) verwenden eine thermische Masse, normalerweise einen Wassertank, um die von der Kälteanlage erzeugte Energie zu speichern. Die Temperatur des Wassers steuert das Kühlsystem über einen Thermostat. Die Druckluft durchströmt die thermische Masse über einen wassergekühlten Wärmetauscher. Der Wert dieser Art von Konfiguration besteht darin, dass sie normalerweise konsistentere Kühlergebnisse liefern.
Joule–Thompson (JT) basierte gekühlte Drucklufttrocknerbearbeiten
JT-Trockner sind Einheiten, die den Druckluftstrom als Kühlelement verwenden. Hochdruckdruckluft (150~175 P/in) wird in ein Druckminderventil auf der Oberseite des Trockners eingezogen. Der Ausgang dieses Ventils (90-120 PSI) ist in eine Expansionskammer gerichtet, die von porösen Wänden umgeben ist. Wenn sich die Luft auf einen niedrigeren Druck ausdehnt, wird sie kalt (basierend auf dem Joule-Thomson-Effekt) und ihre Fähigkeit, Feuchtigkeit zurückzuhalten, wird verringert. Die Feuchtigkeit wird in Form von Nebel aus der Luft freigesetzt. Die nebelbeladene Luft strömt dann durch die porösen Wände der Kammer. Die Mikrotröpfchen Wasser, aus denen der Nebel besteht, haften an dem porösen Material und sammeln sich, bis sie Tröpfchen bilden, die von der Schwerkraft beeinflusst werden können. Das Wasser fällt dann in eine Falle und die getrocknete Luft wandert zu und aus der Auslassöffnung. Der Nachteil des JT-Trockners ist, dass er nur mit zweistufigen Kompressoren verwendet werden kann. Dies liegt daran, dass ein zweistufiger Kompressor seinen Wirkungsgrad durch Pumpen auf einen hohen Druck (150-175 PSI.) Dieser Druck ist für die Werkstatt ungeeignet und muss auf (90-120 PSI.) Der JT-Trockner nutzt diesen Druckabfall, um Feuchtigkeit aus dem Druckluftstrom durch die inhärente Kühlung zu entfernen, die auf dem Joule-Thompson-Effekt der expandierenden Luft basiert. Durch die Nutzung dieses Druckabfalls kann ein JT-Trockner die gleichen relativen Taupunkte erzeugen, die Freon-basierte Trockner erzeugen.