В последнее время, благодаря развитию технологий, мембранные осушители сжатого воздуха становятся всё более востребованными на рынке, представляя собой реальную альтернативу громоздким и дорогостоящим адсорбционным осушителям для широкого ряда технологических процессов. В этой статье речь пойдет об основных особенностях этого типа осушителей в сравнении с другими типами и будут даны рекомендации по применению мембранных осушителей в разных отраслях хозяйства.

ЧТО ТАКОЕ МЕМБРАННЫЙ ОСУШИТЕЛЬ

Внешне мембранные осушители сжатого воздуха компактны и похожи на фильтры. В принципе их действия также много общего с фильтром - осушаемый воздух после предварительной очистки пропускается через специальный материал, внутри которого из него забирается избыточная влага. Как это происходит? Здесь работают два основных принципа:

1. Материал фильтра (холлофайбер) - это множество полых трубок, на стенках которых находится мембрана, пропускающая влагу, но практически не пропускающая газы, то есть воздух.

2. Когда осушаемый сжатый воздух идёт внутри микротрубок, снаружи (то есть между самих трубок микрофибры) пускается “разжатый” "продувочный воздух", относительная влажность которого гораздо ниже, чем у осушаемого - это обуславливается разницей в давлении, ведь при декомпремировании воздуха, например, в 7 раз, его относительная влажность падает пропорционально. За счёт этой разницы в относительной влажности влага, растворённая в воздухе влага по принципу диффузии стремясь к равномерному распределению, устремляется сквозь мембрану стенки трубок из осушаемого воздуха в продувочный, вместе с которым она выходит из осушителя через специальное отверстие (часто с глушителем) в атмосферу.

Таким образом, система получается лёгкой и компактной, при этом не требует подключения к источникам питания и может работать практически вечно при одном главном условии - осушаемый воздух, подающийся в мембранный осушитель, не должен содержать капельной влаги, твердых частиц и масляных взвесей, которые губительны для тончайших волокон холлофайбера, а точнее для самой мембраны. Для этого перед мембранным осушителем в пневмосети обязательно должны быть установлены водосепаратор (ресивера с конденсатоотводчиком для удаления всей капельной влаги недостаточно!) и масляно-пылевые фильтры класса G и F, а внутри самого очистителя в нижней части корпуса устанавливается сменный нанофильтр, который гарантирует необходимую степень очистки поступающего в мембрану воздуха. За счет этого нанофильтра мембранный осушитель, помимо собственно осушения, выполняет функцию фильтра супертонкой очистки (S), обеспечивая на выходе сжатый воздух класса 1.2.1 по ГОСТ ИСО 8573-1 (три цифры соответствуют классу по трем регламентируемым параметрам - 1).твердые частицы; 2).влага; 3).масляные аэрозоли.

ПОДРОБНО О ПРИНЦИПЕ ДЕЙСТВИЯ МЕМБРАННЫХ ОСУШИТЕЛЕЙ ВЫ МОЖЕТЕ УЗНАТЬ ИЗ ЭТОГО ВИДЕО:

ОСНОВНЫЕ ДОСТОИНСТВА И ОГРАНИЧЕНИЯ В ПРИМЕНЕНИИ МЕМБРАННЫХ ОСУШИТЕЛЕЙ

- Лёгкость и компактность

- Независимость от внешних источников питания делает данный тип осушителей единственным допустимым на производствах со взрывоопасной средой и является важным фактором при использовании в мобильных системах.

- Простота в использовании: осушитель монтируется в пневмосеть, а его элементы могут легко заменяться без демонтажа конструкции.

- Низкий уровень шума, особенно у моделей, укомплектованных глушителем для выпускного отверстия продувочного воздуха (в серии DRYPOINT M Eco Control он устанавливается как доп.опция)

- Относительно невысокая цена. Цена на мембранные осушители DRYPOINT M варьируется от примерно 650 до 6 тысяч евро, главным фактором является расход сжатого воздуха, на который рассчитана конкретная модель. При этом цена простейших адсорбционных осушителей с холодной регенерацией марки DRYPOINT AC будет начинаться от 5 тысяч евро, а самых маленьких рефрижераторных осушителей DRYPOINT RA - от 1,5 тысяч. Конечно, сравнение только по цене некорректно, потому что важно сравнивать устройства, сопоставимые по задачам - в первую очередь точке росы и объему потока воздуха, и сравнивать не только стоимость покупки (CAPEX), но и стоимость эксплуатации (OPEX) в течение его жизненного цикла. Однако, для некоторых индивидуальных предпринимателей цена инвестиции в оборудование зачастую может иметь решающее значение.

- Высокая степень осушения сжатого воздуха, которой можно достичь с помощью этого типа. Это, безусловно, одно из важнейших и решающих достоинств. На выходе из мембранного осушителя можно получить сжатый воздух с точкой росы до -40°C, то есть 2 класс по влажности (по классификации ГОСТ ISO 8573-1). Это значительно превосходит показатели рефрижераторных осушителей (не ниже +3°С).

- Практически мгновенное действие: мембранный осушитель действует сразу, осушая поступающий сжатый воздух до нужных показателей за считанные секунды. Адсорбционному осушителю с его массивными колоннами для этого понадобится значительно больше времени.

Главным ограничением использования этого типа является расход сжатого воздуха (volume flow). Он зависит от конкретной модели, но практически никогда не превышает 150 м³/час или 2500 л/мин). Таким образом, для крупных производств, где необходим постоянный большой поток сжатого воздуха высокой степени осушения, одного мембранного осушителя будет недостаточно. Выходом в данной ситуации будет либо адсорбционный осушитель, либо установка нескольких “мембранников” в параллели (именно параллельно, а не последовательно!), что возможно, но требует адаптации входного блока. Такие “батареи” могут осушать до 10 м³/мин, но изготавливаются они по спецзаказу и вряд ли будут стоить сильно дешевле, чем один адсорбционный осушитель.

Ещё один важный момент, которым нельзя пренебрегать - продувочный воздух, требуемый для работы мембранных осушителей. Он составляет в зависимости от модели и заданных условий в среднем 15-20%, что сопоставимо с адсорбционными осушителями (10-15%), но на больших объемах может стать фактором, ставящим под вопрос экономическую эффективность мембранных осушителей.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕМБРАННЫХ ОСУШИТЕЛЕЙ

Говоря о практическом использовании мембранных осушителей, важно отметить, что современные их модели, например DRYPOINT M Eco Control оснащены функцией контроля продувочного воздуха. Зачем это нужно?

Мембранный осушитель по своему принципу действия убирает часть влаги из поступающего воздуха. Соответственно, чем более значительную часть влаги нужно будет убрать - тем больше потребуется продувочного воздуха. Если говорить грубо - продувочный воздух расходуется пропорционально интенсивности осушения. Допустим, Вам надо осушить сжатый воздух с точкой росы +15°С до точки росы -20°С. Да, мембранный фильтр с этим справится - но необходимый для достижения этого результата продувочный воздух составит значительную часть потока (порядка 20% или даже более), что делает такое использование эффективным только в мобильных системах, где компактность и малые объемы требуемого сжатого воздуха оправдывают высокие затраты на его осушение.

Увеличение количества продувочного воздуха позволяет добиться и более низкой точки росы, чем заявленные выше -40°С для стандартных моделей - специалисты BEKO Technologies утверждают, что при желании клиента получить на выходе сжатый воздух с точкой росы -70°С, они могут рассчитать и увеличить выпускное отверстие для продувочного воздуха, что сделает желаемый показатель достижимым - но это будет стоить очень высоких потерь энергии и поэтому экономически будет крайне спорным решением.

Поскольку в наше время главный тренд рынка - это энергоэффективность, фактор продувочного воздуха и возможность его контролировать и регулировать становятся очень важными. Именно это привело к появлению серии мембранных осушителей DRYPOINT M Eco Control, где система автоматически отслеживает точку росы на выходе и регулирует количество продувочного воздуха, чтобы добиться минимального его расхода для достижения заданного параметра точки росы.

Исходя из сказанного выше, можно выделить два основных типа использования мембранных осушителей:

1. В качестве единственного устройства осушения сжатого воздуха в компактных пневмосистемах, где компактность и автономность являются решающим фактором

2. В качестве “финального” устройства осушения сжатого воздуха, предварительно предосушенного до +3°С в рефрижераторном осушителе - для систем, где важнейшим фактором является экономичность системы. Конфигурация такой пневмосистемы подразумевает установку сначала рефрижераторного осушителя (осушенный которым сжатый воздух, кстати, может быть использован в части процессов, не требующих высокого класса осушения). В следующей части пневмосистемы после обязательных фильтров класса W, G и F уже устанавливается мембранный осушитель, который будет финальным устройством подготовки сжатого воздуха высокого класса (1.2.1) для использования в сложном пневмооборудовании.

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕМБРАННЫХ ОСУШИТЕЛЕЙ В РАЗНЫХ ОТРАСЛЯХ

1. Мобильные автономные пневмосистемы, требующие высокого класса осушения сжатого воздуха

- транспорт: пневматические тормоза, особенно в поездах

2. Пневмосистемы на производствах со взрывоопасной средой:

- пневмосистемы внутри шахт

- пневматические линии, связанные с подачей топлива - например, в аэропортах

3. Небольшие стационарные системы с непостоянным потоком сжатого воздуха, требующие высокого класса его осушения и максимальной энергоэффективности и минимальных инвестиций

- стоматологические кабинеты

- мастерские лазерной резки

- высококачественная покраска (распыление красок)

- лаборатории калибровки приборов

- медицинские лаборатории

- производства микроеэлектроники

МЕМБРАННЫЕ ОСУШИТЕЛИ КАК АЛЬТЕРНАТИВА АДСОРБЦИОННЫМ ДЛЯ НЕБОЛЬШИХ ПРОИЗВОДСТВ

Исходя из описанных выше достоинств мембранных осушителей мы видим, что они могут быть рассмотрены как компактная и недорогая альтернатива адсорбционным осушителям на производствах, где требуется высококачественный сжатый воздух (класс 1.2.1), но среднесуточные показатели объема этого воздуха не так велики (где нет долгого производственного цикла). Особенно интересны такие осушители могут быть для небольших производств, где существует диверсификация сжатого воздуха по классам для применения в разных цехах. Например, на крупной и “продвинутой” станции техобслуживания автомобилей для большинства постов с пневмоинструментом достаточно будет класса воздуха 2.4.2, а для бокса высококачественной покраски нужен будет более сухой сжатый воздух класса 1.2.1 - поэтому оптимальным решением будет поставить один мощный рефрижераторный осушитель на всю сеть и дополнить его мембранным осушителем (с необходимым блоком дополнительной фильтрации) как устройством для финальной обработки сжатого воздуха перед подачей в бокс покраски. Такая конфигурация позволит значительно сократить бюджет на закупку оборудования, избежав необходимости покупать дорогостоящий и громоздкий адсорбционный осушитель. Также такая схема существенно сократит и расходы на электроэнергию в процессе эксплуатации системы.

В последнее десятилетие благодаря своей легкости и простоте, а также увеличивающимся возможностям, мембранные осушители сжатого воздуха становятся всё более и более распространёнными в самых различных сферах. Ведь они позволяют получать сжатый воздух максимального качества там, где до этого подобных возможностей не существовало, либо безальтернативным вариантом считалась установка осушителей адсорбционного типа. Теперь за счет развития сегмента мембранных осушителей появилась возможность получать высококачественный воздух там, где до этого приходилось идти на компромисс, поскольку покупка адсорбционного осушителя никогда бы не окупилась. Таким образом, для небольших, но продвинутых компаний, которые хотят выделяться на фоне конкурентов безупречным качеством продуктов или услуг, это может быть серьёзным преимуществом, которое может привлечь клиентов.

Ещё одним важным аргументом за внедрение мембранных осушителей на тех производствах, где их применение может быть не регламентировано, является существенное снижение брака. Авторам этого текста известен пример, когда одна компания, занимающаяся в России изготовлением офисной мебели для крупных торговых сетей (в том числе IKEA), ежегодно теряла на выбраковке до 10% своей продукции по причине недостаточного качества покраски (пузырьки и пылинки в финальном окрасочном слое). Главной причиной этого брака было именно недостаточное качество сжатого воздуха, использовавшегося для порошковой покраски. По нашей рекомендации компания установила мембранный осушитель и фильтры тонкой очистки в дополнение к имевшемуся рефрижераторному - в результате процент брака удалось снизить в несколько раз!

При этом использование современных мембранных осушителей, например DRYPOINT M Eco Control, позволит избежать лишних затрат электроэнергии за счет контроля потока продувочного воздуха. Плюс Вы получите современное оборудование высококлассного европейского бренда, которое при нормальном подходе будет служить долгие годы без дополнительных затрат на ремонт.